fakultas kehutanan institut pertanian bogor …
TRANSCRIPT
to DEPARTEMEN PENDIDlKAN NASIONAL
FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DEPARIEMEN HABIL HUIAN Kampus IPB Darmaga PO BOX 168 Bogor 16001 Alamat Kawat FAHUTAN Bogor Phone (0251) 621285 Fax (0251) 621256 - 621285 E-maD dhbipbacid
SURAT KETERANGAN Nomor ~t IK1353PL2007
Yang bertandatangan di bawah ini Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB menerangkan
bahwa Hasil PenelitianiKarya I1miah atas nama Dr Lina Karlinsari SHut MScF sebagai
penulis utamatunggal yang berjudul Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non
Destruktif dengan Metode Gelombang Ultrasonik sebagai laporan Hibah Penelitian dalam
rangka program A2 tahun 2005 telah tercatat dan tersimpan di Perpustakaan Departemen HasH
Hutan Fakultas Kehutanan IPB
Demikian Surat Keterangan ini dibuat untuk dipergunakan sebagaimana mestinya
-If- Drlr Dede Hermawan MSc
NIP 131950984
a
LAPORAN HIBAH PENELITIAN PROGRAM RIBAR KOMPETISI A-2
PENGUJIAN KUALITAS KAYU DAN BAMBU SpoundCARA NON
DESTRUKTIF DENGAN METODE
GELOl1BANG ULTRASONIK
Disustin Oleh
Ketua Peneliti
Lina Karlinasari S Hut MSc F
(Laboratorium Keteknikan Kayu)
DEPARTEl1EN HASIL HUTAN
FAKULTASKEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2005
LEMBAR PENGESAHAN
Ketua Pelaksana Program A-2 DHH Ketua Pelaksana Kegiatan
Ir Sucahyo Sadivo MS ina Karlinasari SHut MScF NIP 131 4 J 1 ~34 NIP 132206244
Mengesahkan
Ketua Depapoundtemen Hasii Hutan
Dr If Dede Hermawan MScF
NIP 131 950984
1 Judu Penelitian
2 Pelaksana Kegiatan
3 Mahasiswa yang teriibat
4 Kebutuhan Biaya
Menyetujui
Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non
Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik
Lina Karlinasari SHut MScF (Ketua) _c Dr Naresworo Nugroho MS (Angggota)
1 Mohammad Mulyadi (E241 0 I 045)
2 Andy Iswindarto (E241 0 1 047)
3 Puja Hindrawan (E24IOI090)
Rp 30000000shy
(Tiga puluh juta rupiah)
DAFfARJSI
LEMBAR PENGESAHAN
DAFTAR lSI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
I PENDAHULUAN
A Latar Belakang
3 Tujuan Penelitian
C Hipotesa ~
D Luaran Penelitian
E Manfaat Penelitian
II STUDI PUSTAKA
A fJengujian Non DestrllktifMetode Gelombang Ultrasonik
B Pengujian nestruktif
C Sifat Mekanis Kayu
D Sifat Fisis Kayu
C Bambu
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tempat dan Waktll Pelelitian
B Bahan dan Alat
C Metodf Penelitian
Penelitian 1
Penelitian 2
PCllclitian 3
IV HASH dan PEMBAHASN
Penelitian I
A Ukuran Panjang Tetap Dimensi Penampang Beragam
B Ukuran Panjang Beragam Dimensi Penampang Tetap
C Kecepatan Gelombang Ultrasonik 3 Jenis Kayu
Penelitian 2
A Sifat Fisis Kayu
R Sifat fvlekanis Kayu
Halaman
ii
IV
V
3
3
3
3
II 6
6
8
10
12
12
13
17
21
26
26
29
31
33
33
38
ii
C Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR 43
Penelitian 3 45
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu LaJis 45
2 Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu 47
3 Sifat Mekanis Papan Laminasi 47
V KESIl1PULAN 51
iii
DAFTAR TABEL
TabeIl1 TabellVl
TabeI IV2 Tabei IV3
Tabel IVA TabelIVS
TabelIV6
TabeIIV7
TabeIIV8
TabelIV9
TabelIVIO
Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu
Halaman 10 26
27 29
30 32
34
37
43
45
47
iv
Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA
Gambar IIIS
Gambar IVI
Gambar IV2
Gambar IV3
Gambar IV3
Gambar IVA
Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9
Gambar IVlO
DAFT AR GAMBAR
CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA
Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti
Halaman 14 14 17 19
23
27
31
32
35
37
39 40 41 42 48
49
v
I PENDAHULUAN
A Latar Bclakang
Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat
penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi
menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk
kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain
kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging
kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah
menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga
pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin
berkurang
Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam
kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih
mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien
dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka
meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan
ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and
Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain
kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk
dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat
sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan
bahan baku insulator
Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan
peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu
lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi
kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif
pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu
Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan
masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan
perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat
bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen
dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)
Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia
digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5
untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian
dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam
pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat
meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy
kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat
dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan
papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai
balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari
teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam
Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi
bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi
persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam
jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas
kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)
pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)
Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah
metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy
bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada
perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu
dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis
kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh
kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya
pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik
bahan
Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas
kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan
kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara
mekanis
2
B Tujuan Penclitian
Penelitian ini bertujuan untuk
I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan
rambatan gelombang ultrasonik
2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang
ultrasonik
3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif
4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non
destruktif gelombang ultrasonik
6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis
C Hipotcsis
I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang
teriadi
2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan
rambatm gelombdng ultrasonik
3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non
destruktif dan destruktif
4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan
gelombang ultrasonik kayu
D Luaran yang Diharapbn
Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai
pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~
trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn
rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya
E Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang
berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai
informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
a
LAPORAN HIBAH PENELITIAN PROGRAM RIBAR KOMPETISI A-2
PENGUJIAN KUALITAS KAYU DAN BAMBU SpoundCARA NON
DESTRUKTIF DENGAN METODE
GELOl1BANG ULTRASONIK
Disustin Oleh
Ketua Peneliti
Lina Karlinasari S Hut MSc F
(Laboratorium Keteknikan Kayu)
DEPARTEl1EN HASIL HUTAN
FAKULTASKEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2005
LEMBAR PENGESAHAN
Ketua Pelaksana Program A-2 DHH Ketua Pelaksana Kegiatan
Ir Sucahyo Sadivo MS ina Karlinasari SHut MScF NIP 131 4 J 1 ~34 NIP 132206244
Mengesahkan
Ketua Depapoundtemen Hasii Hutan
Dr If Dede Hermawan MScF
NIP 131 950984
1 Judu Penelitian
2 Pelaksana Kegiatan
3 Mahasiswa yang teriibat
4 Kebutuhan Biaya
Menyetujui
Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non
Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik
Lina Karlinasari SHut MScF (Ketua) _c Dr Naresworo Nugroho MS (Angggota)
1 Mohammad Mulyadi (E241 0 I 045)
2 Andy Iswindarto (E241 0 1 047)
3 Puja Hindrawan (E24IOI090)
Rp 30000000shy
(Tiga puluh juta rupiah)
DAFfARJSI
LEMBAR PENGESAHAN
DAFTAR lSI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
I PENDAHULUAN
A Latar Belakang
3 Tujuan Penelitian
C Hipotesa ~
D Luaran Penelitian
E Manfaat Penelitian
II STUDI PUSTAKA
A fJengujian Non DestrllktifMetode Gelombang Ultrasonik
B Pengujian nestruktif
C Sifat Mekanis Kayu
D Sifat Fisis Kayu
C Bambu
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tempat dan Waktll Pelelitian
B Bahan dan Alat
C Metodf Penelitian
Penelitian 1
Penelitian 2
PCllclitian 3
IV HASH dan PEMBAHASN
Penelitian I
A Ukuran Panjang Tetap Dimensi Penampang Beragam
B Ukuran Panjang Beragam Dimensi Penampang Tetap
C Kecepatan Gelombang Ultrasonik 3 Jenis Kayu
Penelitian 2
A Sifat Fisis Kayu
R Sifat fvlekanis Kayu
Halaman
ii
IV
V
3
3
3
3
II 6
6
8
10
12
12
13
17
21
26
26
29
31
33
33
38
ii
C Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR 43
Penelitian 3 45
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu LaJis 45
2 Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu 47
3 Sifat Mekanis Papan Laminasi 47
V KESIl1PULAN 51
iii
DAFTAR TABEL
TabeIl1 TabellVl
TabeI IV2 Tabei IV3
Tabel IVA TabelIVS
TabelIV6
TabeIIV7
TabeIIV8
TabelIV9
TabelIVIO
Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu
Halaman 10 26
27 29
30 32
34
37
43
45
47
iv
Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA
Gambar IIIS
Gambar IVI
Gambar IV2
Gambar IV3
Gambar IV3
Gambar IVA
Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9
Gambar IVlO
DAFT AR GAMBAR
CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA
Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti
Halaman 14 14 17 19
23
27
31
32
35
37
39 40 41 42 48
49
v
I PENDAHULUAN
A Latar Bclakang
Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat
penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi
menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk
kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain
kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging
kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah
menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga
pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin
berkurang
Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam
kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih
mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien
dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka
meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan
ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and
Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain
kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk
dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat
sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan
bahan baku insulator
Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan
peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu
lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi
kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif
pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu
Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan
masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan
perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat
bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen
dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)
Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia
digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5
untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian
dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam
pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat
meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy
kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat
dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan
papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai
balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari
teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam
Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi
bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi
persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam
jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas
kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)
pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)
Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah
metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy
bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada
perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu
dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis
kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh
kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya
pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik
bahan
Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas
kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan
kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara
mekanis
2
B Tujuan Penclitian
Penelitian ini bertujuan untuk
I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan
rambatan gelombang ultrasonik
2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang
ultrasonik
3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif
4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non
destruktif gelombang ultrasonik
6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis
C Hipotcsis
I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang
teriadi
2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan
rambatm gelombdng ultrasonik
3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non
destruktif dan destruktif
4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan
gelombang ultrasonik kayu
D Luaran yang Diharapbn
Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai
pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~
trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn
rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya
E Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang
berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai
informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
LEMBAR PENGESAHAN
Ketua Pelaksana Program A-2 DHH Ketua Pelaksana Kegiatan
Ir Sucahyo Sadivo MS ina Karlinasari SHut MScF NIP 131 4 J 1 ~34 NIP 132206244
Mengesahkan
Ketua Depapoundtemen Hasii Hutan
Dr If Dede Hermawan MScF
NIP 131 950984
1 Judu Penelitian
2 Pelaksana Kegiatan
3 Mahasiswa yang teriibat
4 Kebutuhan Biaya
Menyetujui
Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non
Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik
Lina Karlinasari SHut MScF (Ketua) _c Dr Naresworo Nugroho MS (Angggota)
1 Mohammad Mulyadi (E241 0 I 045)
2 Andy Iswindarto (E241 0 1 047)
3 Puja Hindrawan (E24IOI090)
Rp 30000000shy
(Tiga puluh juta rupiah)
DAFfARJSI
LEMBAR PENGESAHAN
DAFTAR lSI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
I PENDAHULUAN
A Latar Belakang
3 Tujuan Penelitian
C Hipotesa ~
D Luaran Penelitian
E Manfaat Penelitian
II STUDI PUSTAKA
A fJengujian Non DestrllktifMetode Gelombang Ultrasonik
B Pengujian nestruktif
C Sifat Mekanis Kayu
D Sifat Fisis Kayu
C Bambu
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tempat dan Waktll Pelelitian
B Bahan dan Alat
C Metodf Penelitian
Penelitian 1
Penelitian 2
PCllclitian 3
IV HASH dan PEMBAHASN
Penelitian I
A Ukuran Panjang Tetap Dimensi Penampang Beragam
B Ukuran Panjang Beragam Dimensi Penampang Tetap
C Kecepatan Gelombang Ultrasonik 3 Jenis Kayu
Penelitian 2
A Sifat Fisis Kayu
R Sifat fvlekanis Kayu
Halaman
ii
IV
V
3
3
3
3
II 6
6
8
10
12
12
13
17
21
26
26
29
31
33
33
38
ii
C Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR 43
Penelitian 3 45
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu LaJis 45
2 Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu 47
3 Sifat Mekanis Papan Laminasi 47
V KESIl1PULAN 51
iii
DAFTAR TABEL
TabeIl1 TabellVl
TabeI IV2 Tabei IV3
Tabel IVA TabelIVS
TabelIV6
TabeIIV7
TabeIIV8
TabelIV9
TabelIVIO
Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu
Halaman 10 26
27 29
30 32
34
37
43
45
47
iv
Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA
Gambar IIIS
Gambar IVI
Gambar IV2
Gambar IV3
Gambar IV3
Gambar IVA
Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9
Gambar IVlO
DAFT AR GAMBAR
CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA
Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti
Halaman 14 14 17 19
23
27
31
32
35
37
39 40 41 42 48
49
v
I PENDAHULUAN
A Latar Bclakang
Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat
penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi
menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk
kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain
kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging
kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah
menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga
pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin
berkurang
Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam
kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih
mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien
dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka
meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan
ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and
Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain
kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk
dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat
sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan
bahan baku insulator
Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan
peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu
lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi
kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif
pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu
Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan
masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan
perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat
bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen
dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)
Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia
digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5
untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian
dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam
pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat
meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy
kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat
dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan
papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai
balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari
teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam
Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi
bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi
persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam
jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas
kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)
pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)
Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah
metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy
bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada
perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu
dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis
kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh
kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya
pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik
bahan
Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas
kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan
kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara
mekanis
2
B Tujuan Penclitian
Penelitian ini bertujuan untuk
I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan
rambatan gelombang ultrasonik
2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang
ultrasonik
3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif
4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non
destruktif gelombang ultrasonik
6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis
C Hipotcsis
I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang
teriadi
2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan
rambatm gelombdng ultrasonik
3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non
destruktif dan destruktif
4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan
gelombang ultrasonik kayu
D Luaran yang Diharapbn
Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai
pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~
trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn
rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya
E Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang
berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai
informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
DAFfARJSI
LEMBAR PENGESAHAN
DAFTAR lSI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
I PENDAHULUAN
A Latar Belakang
3 Tujuan Penelitian
C Hipotesa ~
D Luaran Penelitian
E Manfaat Penelitian
II STUDI PUSTAKA
A fJengujian Non DestrllktifMetode Gelombang Ultrasonik
B Pengujian nestruktif
C Sifat Mekanis Kayu
D Sifat Fisis Kayu
C Bambu
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tempat dan Waktll Pelelitian
B Bahan dan Alat
C Metodf Penelitian
Penelitian 1
Penelitian 2
PCllclitian 3
IV HASH dan PEMBAHASN
Penelitian I
A Ukuran Panjang Tetap Dimensi Penampang Beragam
B Ukuran Panjang Beragam Dimensi Penampang Tetap
C Kecepatan Gelombang Ultrasonik 3 Jenis Kayu
Penelitian 2
A Sifat Fisis Kayu
R Sifat fvlekanis Kayu
Halaman
ii
IV
V
3
3
3
3
II 6
6
8
10
12
12
13
17
21
26
26
29
31
33
33
38
ii
C Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR 43
Penelitian 3 45
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu LaJis 45
2 Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu 47
3 Sifat Mekanis Papan Laminasi 47
V KESIl1PULAN 51
iii
DAFTAR TABEL
TabeIl1 TabellVl
TabeI IV2 Tabei IV3
Tabel IVA TabelIVS
TabelIV6
TabeIIV7
TabeIIV8
TabelIV9
TabelIVIO
Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu
Halaman 10 26
27 29
30 32
34
37
43
45
47
iv
Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA
Gambar IIIS
Gambar IVI
Gambar IV2
Gambar IV3
Gambar IV3
Gambar IVA
Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9
Gambar IVlO
DAFT AR GAMBAR
CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA
Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti
Halaman 14 14 17 19
23
27
31
32
35
37
39 40 41 42 48
49
v
I PENDAHULUAN
A Latar Bclakang
Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat
penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi
menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk
kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain
kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging
kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah
menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga
pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin
berkurang
Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam
kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih
mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien
dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka
meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan
ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and
Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain
kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk
dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat
sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan
bahan baku insulator
Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan
peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu
lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi
kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif
pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu
Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan
masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan
perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat
bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen
dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)
Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia
digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5
untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian
dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam
pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat
meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy
kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat
dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan
papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai
balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari
teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam
Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi
bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi
persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam
jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas
kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)
pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)
Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah
metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy
bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada
perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu
dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis
kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh
kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya
pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik
bahan
Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas
kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan
kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara
mekanis
2
B Tujuan Penclitian
Penelitian ini bertujuan untuk
I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan
rambatan gelombang ultrasonik
2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang
ultrasonik
3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif
4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non
destruktif gelombang ultrasonik
6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis
C Hipotcsis
I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang
teriadi
2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan
rambatm gelombdng ultrasonik
3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non
destruktif dan destruktif
4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan
gelombang ultrasonik kayu
D Luaran yang Diharapbn
Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai
pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~
trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn
rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya
E Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang
berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai
informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
C Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR 43
Penelitian 3 45
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu LaJis 45
2 Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu 47
3 Sifat Mekanis Papan Laminasi 47
V KESIl1PULAN 51
iii
DAFTAR TABEL
TabeIl1 TabellVl
TabeI IV2 Tabei IV3
Tabel IVA TabelIVS
TabelIV6
TabeIIV7
TabeIIV8
TabelIV9
TabelIVIO
Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu
Halaman 10 26
27 29
30 32
34
37
43
45
47
iv
Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA
Gambar IIIS
Gambar IVI
Gambar IV2
Gambar IV3
Gambar IV3
Gambar IVA
Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9
Gambar IVlO
DAFT AR GAMBAR
CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA
Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti
Halaman 14 14 17 19
23
27
31
32
35
37
39 40 41 42 48
49
v
I PENDAHULUAN
A Latar Bclakang
Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat
penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi
menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk
kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain
kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging
kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah
menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga
pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin
berkurang
Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam
kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih
mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien
dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka
meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan
ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and
Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain
kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk
dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat
sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan
bahan baku insulator
Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan
peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu
lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi
kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif
pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu
Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan
masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan
perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat
bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen
dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)
Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia
digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5
untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian
dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam
pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat
meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy
kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat
dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan
papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai
balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari
teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam
Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi
bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi
persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam
jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas
kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)
pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)
Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah
metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy
bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada
perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu
dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis
kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh
kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya
pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik
bahan
Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas
kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan
kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara
mekanis
2
B Tujuan Penclitian
Penelitian ini bertujuan untuk
I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan
rambatan gelombang ultrasonik
2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang
ultrasonik
3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif
4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non
destruktif gelombang ultrasonik
6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis
C Hipotcsis
I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang
teriadi
2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan
rambatm gelombdng ultrasonik
3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non
destruktif dan destruktif
4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan
gelombang ultrasonik kayu
D Luaran yang Diharapbn
Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai
pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~
trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn
rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya
E Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang
berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai
informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
DAFTAR TABEL
TabeIl1 TabellVl
TabeI IV2 Tabei IV3
Tabel IVA TabelIVS
TabelIV6
TabeIIV7
TabeIIV8
TabelIV9
TabelIVIO
Kelas Kuat Kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam 3 jenis kayu Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjang beragam untuk 3 jenis kayu Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu Nilai rata-rat sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jenis kayu Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisi kadar air Kecepatan rambatan gelombang pada kondii kadar air kering udara Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubungan MOEd MOEs dan MOR Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs dan MOR bambu
Halaman 10 26
27 29
30 32
34
37
43
45
47
iv
Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA
Gambar IIIS
Gambar IVI
Gambar IV2
Gambar IV3
Gambar IV3
Gambar IVA
Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9
Gambar IVlO
DAFT AR GAMBAR
CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA
Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti
Halaman 14 14 17 19
23
27
31
32
35
37
39 40 41 42 48
49
v
I PENDAHULUAN
A Latar Bclakang
Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat
penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi
menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk
kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain
kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging
kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah
menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga
pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin
berkurang
Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam
kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih
mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien
dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka
meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan
ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and
Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain
kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk
dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat
sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan
bahan baku insulator
Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan
peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu
lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi
kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif
pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu
Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan
masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan
perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat
bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen
dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)
Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia
digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5
untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian
dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam
pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat
meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy
kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat
dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan
papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai
balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari
teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam
Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi
bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi
persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam
jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas
kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)
pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)
Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah
metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy
bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada
perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu
dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis
kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh
kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya
pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik
bahan
Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas
kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan
kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara
mekanis
2
B Tujuan Penclitian
Penelitian ini bertujuan untuk
I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan
rambatan gelombang ultrasonik
2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang
ultrasonik
3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif
4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non
destruktif gelombang ultrasonik
6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis
C Hipotcsis
I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang
teriadi
2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan
rambatm gelombdng ultrasonik
3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non
destruktif dan destruktif
4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan
gelombang ultrasonik kayu
D Luaran yang Diharapbn
Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai
pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~
trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn
rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya
E Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang
berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai
informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
Gambar Ill I Gambar 1112 Gambar IIU Gambar IlIA
Gambar IIIS
Gambar IVI
Gambar IV2
Gambar IV3
Gambar IV3
Gambar IVA
Gambar IVS Gambar IV6 Gambar IV7 Gambar IV8 Gambar IV9
Gambar IVlO
DAFT AR GAMBAR
CU panjang tetap penampang melintang beragam CU penampang melintang ttap panjang be raga CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA
Pengukuran non destruktif metode ultrasonik CU keteguhan lentur statis Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayu lapis Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu Grafik nilai rata-rat~ kecepatan gliombang ultidSonik 3 jenis kayu Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombang ultrasonik Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatan gelombang ultlasonik MOEd pada berbagai kondisi kadar air MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air MaR pada berbagai kondisi kadar air MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapis pad a berbagai jarak inti Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapis pada berbagai j arak inti
Halaman 14 14 17 19
23
27
31
32
35
37
39 40 41 42 48
49
v
I PENDAHULUAN
A Latar Bclakang
Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat
penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi
menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk
kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain
kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging
kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah
menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga
pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin
berkurang
Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam
kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih
mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien
dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka
meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan
ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and
Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain
kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk
dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat
sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan
bahan baku insulator
Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan
peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu
lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi
kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif
pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu
Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan
masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan
perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat
bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen
dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)
Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia
digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5
untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian
dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam
pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat
meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy
kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat
dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan
papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai
balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari
teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam
Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi
bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi
persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam
jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas
kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)
pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)
Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah
metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy
bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada
perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu
dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis
kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh
kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya
pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik
bahan
Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas
kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan
kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara
mekanis
2
B Tujuan Penclitian
Penelitian ini bertujuan untuk
I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan
rambatan gelombang ultrasonik
2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang
ultrasonik
3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif
4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non
destruktif gelombang ultrasonik
6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis
C Hipotcsis
I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang
teriadi
2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan
rambatm gelombdng ultrasonik
3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non
destruktif dan destruktif
4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan
gelombang ultrasonik kayu
D Luaran yang Diharapbn
Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai
pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~
trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn
rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya
E Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang
berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai
informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
I PENDAHULUAN
A Latar Bclakang
Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang sanat
penting dalam kehidupan masyarakat PertumbuhC1 penduduk yang sangat tinggi
menyebabkan kehutulan masyarakat akan kayu terus menmgkat bak untuk
kebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri Disisi lain
kegiatan eksploirltsi hutan alam yang kurang terkendali maraknya illegalogging
kebakaran huta dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telah
menyebabkan terjadinya penuru1an produktifitas kawasan hutan sehingga
pasokan kayu dari hutan alam baik secara kuaa maupun kuantitas semakin
berkurang
Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalam
kegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebih
mengactl pada azas-azas kelestarian Disamp1g itu pemkaian kayu yang efisien
dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut Dalam rangka
meningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapan
ans-azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan (Wood Tedmology and
Engineerfng) Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lain
kayu memilik b~berapa keunggulan antara lain tersedia dalam berbagai bentuk
dan ukuran sangat kuat lerhadap beratnya mudah dikerjakan dengan alat-alat
sederhana maupun alat modem daya hantar panas rendah sebanding dengan
bahan baku insulator
Sementara itll pemakaian kayu yang stmakin meningkat seiring dengan
peningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa1tal kayu
lelah dilakukan berbgai peneitian untuk mer-oba mencari sllmbcr alternatif babi
kayll demi mengurangi dampak negatif tersebut Salah satu bahan (lItematif
pengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu
Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisan
masyaraka Indonesia sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat dengan
perkembmgan bidaya bangsa Indonesia Hal ini dapat dimengerti mengingat
bambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara batangnya mudah dipanen
dikrjakan serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994)
Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia
digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5
untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian
dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam
pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat
meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy
kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat
dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan
papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai
balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari
teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam
Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi
bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi
persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam
jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas
kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)
pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)
Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah
metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy
bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada
perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu
dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis
kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh
kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya
pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik
bahan
Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas
kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan
kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara
mekanis
2
B Tujuan Penclitian
Penelitian ini bertujuan untuk
I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan
rambatan gelombang ultrasonik
2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang
ultrasonik
3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif
4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non
destruktif gelombang ultrasonik
6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis
C Hipotcsis
I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang
teriadi
2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan
rambatm gelombdng ultrasonik
3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non
destruktif dan destruktif
4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan
gelombang ultrasonik kayu
D Luaran yang Diharapbn
Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai
pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~
trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn
rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya
E Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang
berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai
informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 bambu di Indonesia
digunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ) 10 untuk bahan pembungkus 5
untuk bahan baku kerajinan (industri keeil) serta 5 untuk sarana peltanian
dan lain-lain Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalam
pengurangan penggunaan kayu adalah laminsi bal11bu Laminasi bltmbu ltapat
meningkatkan kekuatan bambu 5ecara signiiikan terutama llntuk kekuatanshy
kekllatan bambu yang lemah sercrti kekuatan ge~emya Laminasi hamou dapat
dipadukan dengan kayu lapis (Plywood) papan partikel papan serat bahkan
papan kayu solid Penggunaan bminasi bambu ini darat berupa sehagai Jantai
balok dinding dan struktui panellainnya Salah satu keuntungan paling baik dari
teknologi laminasi adalah modifikasinya yang sangat beragam
Oalam pemanfaatan kayu ataupun bambu sebagai bahan konstruksi
bi1ngunan maka bahan tersebut harus memiliki sifat mekanis yang memenuhi
persyaratan kayu yang baik yaitu mampu menahan beban dengan aman dalam
jangka waktu yang direncanakan Terdapat dua cara penglljian terhadap kualitas
kekuatan kayu yaitu (I) pengujian secara destruktif (merusak kayu) dan (2)
pengujian secara non destruktif (tanpa merusak kayu)
Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak digunakan adalah
metCde gelombang IIltrasonik Metode ini paling banyak diterapkan untuk bahanshy
bahan yang bsifat hcmu~en dan isotropik sepeti baja besi keramik Pada
perkembangan selanjutnya metode ultrasonik juga digunakan pad a bahan kayu
dalam rangka mengetahu kuaitas konoisi bagian dalalTl dari kayu Secara genetis
kayu memiliki keragaman karakteristik yang melekat akibat adanya pengaruh
kondisi tempat tumbuh dan faktor lingkungan ( suhu cuaca iklim) akibatnya
pada kayu yang terjadi adanya keheterogenan dan ketidakteraturan k~rak~cristik
bahan
Oi Indonesia sendiri pengujian non detcktif untuk mendJga kualitas
kekuatan kayu belum berkembang dan masih ttrbata~ untuk kegiatan pemilahan
kayu (grading) baik melalui metode konvensional secara visual maupun secara
mekanis
2
B Tujuan Penclitian
Penelitian ini bertujuan untuk
I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan
rambatan gelombang ultrasonik
2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang
ultrasonik
3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif
4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non
destruktif gelombang ultrasonik
6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis
C Hipotcsis
I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang
teriadi
2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan
rambatm gelombdng ultrasonik
3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non
destruktif dan destruktif
4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan
gelombang ultrasonik kayu
D Luaran yang Diharapbn
Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai
pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~
trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn
rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya
E Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang
berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai
informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
B Tujuan Penclitian
Penelitian ini bertujuan untuk
I Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan
rambatan gelombang ultrasonik
2 Mengetahui pengaruh kadar air kayu terhadap kecepatan rambatao geiombang
ultrasonik
3 Membandingkan kekuatan kayu yang diuji secara non destruktif dan destruktif
4 Mengetahui kecepatan geIombang gelombang ultrasonik dari bambu Mengetahui kekuat1 mekanis dari bambu menggllnakzn rnetode non
destruktif gelombang ultrasonik
6 Mengetahui kekuatan mekanis dari papan laminasi bambu dengan kayu lapis
C Hipotcsis
I Kadar air kyu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang
teriadi
2 Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan
rambatm gelombdng ultrasonik
3 Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non
destruktif dan destruktif
4 Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan
gelombang ultrasonik kayu
D Luaran yang Diharapbn
Dari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai
pemanftar metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non destruktit~
trmlt1Cllk f1ktor-faktor yang mempengarnhi k(lIakteristik gelombangya dalarn
rangka apiikasi pcngujian jenis ini nantinya
E Manfaat Penelitian
Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui faktor-faktor yang
berpengaruh terhadap kecepatan nnnbatan gelombang ultrasonik serta sebagai
informasi pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk pendugaan kekuatan kayu
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
II STUDI PUSTAKA
A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonik
Pengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar mengidentifIkasi sifat
fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehingga
diperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akan
bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc (Pellerin dan Ross
2002)
Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempat
dalam suatu benda yu1g bergantung pada posisi dan wa~tu (Mc Intyre et at 1991)
sedangkan menurut Taranggono et al(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatu
getaran Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p~rantara periJindahan energi
Berdasarkan zat antaranya gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombang
elektromagnetik cian geloii1bang mekanik Gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombang
mekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya Contoh
gelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya gelombang radio
gelombang TV dan sinr X sedangkan contoh gelombang mekanik antara lain
gelombang tali geombang pada permukaan air gelombang pada pegas dan
gelombang bunyi (akustik)
Terjadinya gelombang bunyi dicebabkan oleh sumber bupyi berupa benda
bergetar yang melakukan perambatan ke segala arah Untuk menghasiikan gelombang
bunyi dipelukan gangguan mekanik dan metiium castik yang dapat
merambatkannya Medium gel ombang bunyi aapat berupa zat padat eail ataupun gas
Frekuensi gelombang bunyi yarg dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20
Hz sampai denrJn 20 khz Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar
20 Hz di~cbut intrasonih au infra bunyi sedangkan gdombang bunyi yang
frekuensinya lebih dari 20 khz dis~but ultrasonik ata ultra bunyi (Tranggono eL
al 1994)
Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri kedokteran
dan teknik Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakan
alat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat atau
kerusakan pada logam Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksi
panyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal sej]ei ti tumor payudara hati dan
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonograji) (Tranggono et aI 1994) Untuk
bidang teknik khususnya teknik perkayuan gelombang ultrasonik dapat digunakan
sebagai salah satu metode pengujian non destruktif (Non Destructive Testing) dabm
mendug~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatan
gelol11bang ultrasonik (Malii- et aI 20(2)
Menurut Bucur (1995) pengukuran keCcpatan pelambatan gelombang
ultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotropk) mcmanfaatkan sifat elasris
dan viscoelastis dari kayu Parameter yang diukur adalah waktu perambatan
gelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannya
setelah jarak rambatan gelombangya diketahui
Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olch
sifat fisis subtrat geometri bahan karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbn
kondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan dan kondisi alat (respon frekuensi
dan kepekaan tranduser ukuran dan okasinya coupling media kcrakter dinamik dari
peralatan elektronik)
Geombang lItrasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yang
memanfaatkan frekuensi tinggu suara Perambatan gelombang tegangan (stress wave)
pada kayu adalah proses dinamis di bagi21 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisis
dan mekanis kayu (Wang er al 2000) Srress wave merambat pada kecepatan suan
yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar cacat internal dan batas
antara material yang berdekatan Metode yang paling sederhana dalam penggunaan
stress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jarak
tcrtentu Jika cimensi material diketahui ukuran waktu stress wa~t daplt dieunakan
untuk menemukan cacat pada kayu dan produknya Stress wave merambat lebih
lambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat sehingga keadaan yang membatasi
kayu dan produk kayu dapat diketahui melalll pengukuran waktu stress wave pada
bagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu Lokasi yang
menunjukan wahu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandung
cacat (Kuklik dan Dolejs 1998 diacu dalam Abdul-Malik et af 2002)
Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antara
kecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahan
(dynamic modulus of elasticity MOEd) dan kerapatan bahan Parameter yang diukur
pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik yang kel11udian
5
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya Hubungan antara kecepatan
gelol11bang ultrasonik dengan MOEd disampaikan pada Persamaan (1) dan (2)
dVu (I)
X Vu 2
MOEt = (2) g
dimana MOEd Modulus ofElasticity dinamis (kgcm2) p kerapatan kayu (kgm3) Vu kecepatan gelombang ultrasonik (ms) g kopstanta gravitasi (981 ms2) d jarak tempuh gelombang antara 2 transduser (m)
waktu temfluh gelombang antara 2 tranduser (IlS)
B Pengujlan Destmktif
Definisi pengui ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)
adalah pendugaan kekuatan dengar cara konvensional (memakai mesin uji kekuatan
kayu) dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untuk
pengujian Hasil pengujim destruktif ini obyektif dan tepat tanpa tergantung je~is
kayu namun pengujian ini tidak efisien dan tidak fleksibel
C Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah sifat faug berhilbungan dengan kekuatan kayu
Sifat kekuatan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaY(j
luar yang brkerja pad~ny~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayu
tersebut (ICoi1 et al 1975) Selaniutnya menurut Wangaard (1990) ltifat m~kallis
kayu merupakan UkUfCui kemampuan kayu up~uk menahan gaya luar yang bekerja
Yang dimaksud gaya luar adalah gaya-gya yang datangnya dari luar benda dan
bekerja pada bend a tersebut Gaya ini cenderung merubah ukuran dan bent uk benda
Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut
sebagai kekuatan mekanisnya Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul bahan atau gay a ang mengenainya Ketahanan terhadap perubahan bentuk
menentukan banyaknya bahan yang dil11anfaatkan tcpuntir atau terlergkungkan oleh
6
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
beban yang mengenainya Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah
beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahan
bentuk elastis Sifat-sifat mekanis biasany menjadi parameter penting pada produkshy
produk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer
19~Q)
Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahan
beban yang bekerja tegak lurus terhadap sll11bu memanjang di tengah-tengah balok
kayu yang kedua ujungnya disangga Pada pengujian di laboratorium beban dengan
keeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadi
patah Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d dalam baok kayu terjadi regangan
(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi 1986)
Ada dua maeam tegangan yang tCijadi selama pembebanan berlangsung
sehingga patah yaitu tegangan pada batas proporsiketeguhan lentur
(Modulus of Elasticity MOE) dan tegangan pada batas maksimumketeguhan patah
(Moduis ofRtpture MOR) Modulus of Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanan
kayu terhadap lenturan Lenturan scatu balok yang terjadi akihat suatu beban akan
berbanciing terbalik dengm modulus elastisitas Hal iHi berarti kayu dengan modulus
eJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lain
kayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne 1982) Kekuatan
lentur merupakan ukuran kemampuan benda urtuk menahan beban Ientur maksimum
sampai saat benda iersebut mengalam kerusakan yang permanen Besarnya hasil
pengujian ini dinyatRkan dalam Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah
(Wangard 1950 dan Brown et 01 1952) MOE dan MOR dihitung berdasarkan
Persamaan (3) dan (4)
0P x e HOEs (kgem 2) == 4 X0Y x b x h (3)
3 x Pmax x L MOR (kgcm2) (4)2xbxh
dimana MOEs Modulus ofelasticity statis (kglem2
)
MOR Modulus arupture (kgem2) bull
Pmax beban maksimum (kg) bentang atau jarak sangga (ern)
b lebar eu (ern)
1
L
I
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
h tinggi cu (em) ~p sclisih beban (kg) tJ Y selisih defleksi (em)
D Sifaf Fisis Kayu
Tygre1 dail 3ovyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpenting
adalah Kadar air kcrapatan dan beratjenis
a Kadar Air
Haygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai berat air yang
dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau kering tmur (BKT) Sedangkan
menurut Brown et al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam
kayu yang dinyltakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya Dengan demikian
stan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya
Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu yaitu
sifat kayu untuk rengibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaan
setimbang dengan Kadar air ingkungan sekit~-nya Dijelaskan kbih lanjut bahwa
dalam bagiafl xylem air umumnya lebin dari separuh berat total sehingga berat air
dalam kayu umumnya sarna atau lebih bear dari berat kering kayu Kemampuan hayu
untuk menyimpan air dapat dipengaruhi oi~h adu tidaknya zat ekstraktifyang be-sifal
hidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen dan
Bovyyer (1989)
Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yang
menempati rongga sel dan air terikat secara kiriawi di dalam dinding sel Kayu segar
sering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh dengan
air K anGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi
ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS) T JS kayu rata-rata adalah 30 tapi
urtuk spesies dan potorgan kayu teientu TJS ini bervariasi (Anonymous 1974)
Brown et al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidak
melepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut berada
dalam kandungan air keetimbangan Kandunghan air keselimbangan berada di bawah
TJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingkJngan dimana kayu itu digunakan terutama
oleh suhu dan kelembatan relatif Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskan
bahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat di
Indonesia berkisar antara 1210 sampai 20 dan di Bogar sekitar 15
8
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu yaitu sifat dapat
rnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal
1998) Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 bambu yang muda (belum
devasa) cenderung hhilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapi
mel11butuhkan wak~u yang kbih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar air
permukaannya tinggi (Yus 1967 dalam Helmi 2001) Menurut Haygreen dan
Bowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalam
kayu yang dinyatakar dalarr persen terhadap berat kering tanur Kadar air bambu
bervariasi berdasarkan ketinggian umur bambu dan musim (Siopongco dan
Munandar 1987 dalam Helmi 2001)
b Kerapatan dan Berat Jenis
Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume
(Haygreen dan Bowyer 1989) Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagai
perbanding81 Gntara kerapatan (~tas dasar berat kerilg tanur) dengan kerapatan benda
standar air pada suhu 4deg C kerapatan 1 gcr atau 1000 kgm3 (Haygreen dan
Bowyer 1989) Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b1ik antar pohon
maupnn di dalam satu pohon Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi pada
sumbu longi~udinaI umumnya berat jenis berkurang dai arah pangkal ke tengah
batang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis 1991)
Berat kayu bervariasi diantara berbagaijerilt pohon clan diantara pohon dari suatu
jenb yang sama Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda daJm satu pohon
Adanya variasi berat jenis tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat
penyusU dinding sel dan kandungan zat tkstraktif per unit pohon Ketebalan dinding
seI mempunyai pengaruh terbesar teriladap kerapatan kayu Dalam saW jenis pohon
adanya variasi bisa disebabkan okh perbedaan tempat t1nbI 1h geografi atau oleh
perbedaan umur dan lokasi dalam batang(Brovn et al 1952)
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka
sen lakin banyak zat kayu pada dinding sel yang berarti semakir tebal dinding sel
tersebut Karena ke-kuatan kayu terletak paca dinding sel maka selllakin teb1 dinding
sel semakin kuat kayu tersebut Namun mcnurut Panshin dan de Zeeuw (1970)
kekuatan kayu yang mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak mutlak
mempunyai kekuatan yang lebih besar pula karena kekuatan kayu juga ditentukan
oleh komponen kimia kayu yang ada di dalam dinding sel Kelas kuat kayu di
9
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya dengan
metode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkan
hubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER
1923 dalam Martawijaya 1981)
Tabel 11 Keias Kuat K ayu r--
Tegangar Teka~-~1utlakjBerat Jenis Tegangan Lentur Mutlak lKelas Kuat 2(kgm2) ( Ikglm )
gt 090I gt 650gt1100
II 060 - 090 725 - 1100 425-650 =j II 040 - 060 500 -725 300-425 I IV
-~
-0-30 - 040 21 5 - 300 360 - 500 1--shy
lt 030 lt215360bull ---shy
(Sumbcr DEN BERGER 1923 dalam Martawijaya 198 I)
E Bambu
Tanaman bam~ll tumquh uengan subur c daerah tropik dari benua Asia
hingga Amerika bebeapa spesies ditemukan di benlla Australia Daerah penyebaran
bambu terbesar adalah di Asia Daerah penyebaran di Asia meliputi wilayah
1doburma China Jepang dan India Banyk uhli botani yang menganggap bahwa
wilayah Indoburma adala asal dari tanaman bambu ini Damsfield dan Widjaja
(I995) memperkirakan terdapat 80 genera dan iebih dlri t 000 jenis bambu di dunia
Di Asia tenggara sendiri terdapat 200 jenis dari 20 genera
Penyebaran bambu di Indonesia sudah meryebar sam pili ke berbagai pelosok
daerah Setiap daerah memihki sebutan tersendiri bagi tanaman bamau ini Di rlaerah
sunda bambu disebut mvi di Jawa disebut pring Dalam dunia internasional bambu
dikenal dcngan sebuta camboo
Embu sebagai bahan bailguna1 dapat berbentuk buluh ttuh buluh oeiahan
bilah dan partikel Bahan tersebut dapat digunakan untuk komponen kolom kudashy
kuda kaso reng rangka jendela pintu dan laminasi bam bu Adapun jenis bambu
yang biasa digunakan sebagai udhan bangunan adalah bambu betung (Dendrocalamus
asper) bambu gombong (Gigantochl0a pseudo-arundinaceae) bambu ater
(Gigantochloa atter) bambu duri (Bambusa bambos dan Bambusa blwneana) bambu
hitam (Gigantochloa atroiolaceae) dan bambu tali (Gigal1tochloa opus)
(Surjokusumo 1997)
10
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)
dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi Tanaman bambu dimasukkan
dalam kelompok bambusoideae Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang
akar yang kompleks daun berbentuk pedang dan pelepah yang menonje (DarnsfeJd
dan Vidiaia 19(5) S5te111 taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah
bull Kingdom Plantae
bull Divisi Spermatophyta
bull Subdivisi Angiospermae
bull Klas Monokoti ledon
bull Ordo Graminales
bull Famili Graminae
bull Subfamili Bambusoidpae
bull Genus Gigantochloa
bull Spesies Gigantochloa apus (BL ex Schultf)Kurz
Yap (1967) menyatakan bahwa bambu aalah suatu rumput yang tak terhing~a
(Pereunial gmss) dengan batang yang berkayu Menurut Liese (1980) batang bambu
terdiri atas bagian buku (node) dan bagian ruas (internode) Jaringaii bambu terdiri
atas 50 sel-sel parenkim 40 serat skelerenkim dan 10 pori sel pembuluh
Gugus vascular il1l kaya akan buluh-buluh serat-serat berdinding tebal dan pipa-pipa
ayakan Pergerakan air melalui buluh-buluh seoangkan serat akan memberikan
kekuatm pada bambu Bambu tidak me~niltki sel-sel radial seperti sel jari-jari pada
kayu Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial Bambu ditutuJi oleh lapisan
kutl~aa yang keras pada sisi luar dan dalamnya
Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 840 Nmr dan modulu
~Iastisitas sebesar 2 x 103 Nmm 2bull Kekuatan geser barrbu ata-rata cukup rendah
yaitu 023 Nmm2 pad1 pembebana1 jallgk pendek d1n 0 I 0 Nmm2 pada
pembebananjangi-a panjang (6 - 12 b~Ian) Untuk kekuatan tarik ejajar serat cukup
tinggi yaitu sebesar 20 30 Nmm 2bull ldds et al (1980) menyatakan bahwa Khusus
untuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 5023 - ]2403 kgcm2 modulus elastisitas
lcntur 57515 - 121334 kgcm2 keteguhan tarik 1231 - 2859 kglcm2
dan keteguhan
tekan 5053 - 5213 kgcm2bull Sifat mekanmiddotis bameu tali tanpa buku lebih besar
dibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya
] 1
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis
III METODOLOGI PENELITIAN
A Tcmpat dan Waktu Pcnelitian
Kegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium
Kayu ~~Ii(j Jan Laboratorium Klteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogar Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai
bulan September 2005
B Bahan Dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu
kayu mangium (Acacia mangium Willd) kayu sengon (Paraseriantlles facataria L
Nielsen) dan kayu rasamala (Altingia excelsa Noronha) untul penelitian Pengaruh
Dimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu dan jenis
kayu kayu durian (Durio zibethinus Murr) kempas (Koompassia malaccensis Maing)
kau mangium (Acacia mangfum Willd) rasamala (Aitingia excelsa Noronha)
sengon (Paraserianthes falcataria(L) Nielsen) dan tusam (Pinus merkusii Junghuhn
amp de Vriese) untuk pellelitian berjudul Kecepatan Rambatan Gel()mbang dan
Keteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu
Sem~ntara itu bahan penelitinn berupa bambu tali (Gigantochloa apus BL ex
(Schultf) Kurz Kayu lapis (plywood) dan perekat epoxy untuk penelitim yang
berjudul Ptngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu Tali
(Gigantochloa apus (Bl ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adi1ah sebagai berikut
) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo
2) Alat uji deslktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)
3) Bo listrik dengan In~ta bor diameter 5 mm Intuk mctubang kecua UjtlOg
contoh uji
4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji
5) Gergaji bundar (circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)
6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu
7) Desikator alat kedap udara sebagai t~mpat penyimpanan contoh uji setelah
dioven (pengkondisian contoh uji)
8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji
9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji
10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj i
II) Bak untuk merendam eontoh uji
12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian
C IVlctodc Penelitian
PCllclitian 1 PcugarLih Dim-nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad j Jpnis Kayu
1 Pcrsiapan contoh uji
Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium (Acacia mangiufII
Villd) kayu sengon (Paraserianthesfalcataria (L) jielsen) dan KaYli Rasamala
(Allingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu
berkisar aniara 15-18
2 Pcmbuatan Contoh Uji
Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia1 ini terdiri dari 2 kategori
Ienguj ian yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampang
melintang (Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetap
dengan panjang berapm Untuk pengujian panjang tetap dan penampang
melintang beragam semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gail
ukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base (b) dengan height (h) 1
3 5 7 9 dan 11 dima1l dimensi trbesar berukllran b= 8 em dengan h=- g em
(Gambar 1) Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap dengan
panjang beragam eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku-an
(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em 40 em 60 em
80 em dan 1 00 em (Gam bar 2) Untuk masing-masing perlakuan dilakukan
ulangan sebanyak 5 kali Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan bcrat jenis (DJ)
dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kfYu Auapun bentuk eontoh
uji adaiah sebagai berikut
13
Arah pcngurargan dimensi
L
~71~ ~
dlll1enSI C~=7 I L
I c== hf a~- b a
Gambar m L C~ panjang tetap Gambar 1II2 CU penampang melintang r~1ampang melintang tetap panjang beragam blt-2gam
3 Pcngujian Conroh Uji
aJ Pengujiall S(t~ Fisis
Pengujilr1 ~fat fisis dilakukan dengan mengambil sedikit bagian berukurar 2
em x 2 em dar masing-masing contoh uji Ukuran d~n bentuk contoh uji dibuat
berdasarkan BrIish STandard Methods ofTesting Small Clear Specimen ofTimber
373 1957 Pengujian sifat tisis meliputi kerapalan berat jenis (8J) dan kadar air
(KA)
bull Kerapatan
Nilai kerapatan diperoleh dari perbandil1~an berat massa kayu d~ngan
volumcnya rlalail kondisi Kering udara Penentua1 kerapatan ini dilakukan
secara gravimetris dengan menggunakan rumus
BKUKcrapatan
VKU
Dimana BKU = Berat Kerine Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (em3)
bull Berat Jenis (BJ)
Contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu (I03 plusmn 2)OC sampai
beratnya konstan untuk menentukan be rat kering tanur Untuk volume kayu
diperoleh dcngan metode pengukuran dimensi yang dilakukan pada saat
contoh uji basah Maka dapat dihitung nilai beratjenis dengan rumus
I
BJ = BKT VKU
Dimana BJ = Berat Jenis (gcm3)
BKT == Berat Kering Tanur (g)
VKU = V 8lume Kering Udara (em3)
bull Kadar Ar (KA)
Contoh uji ditimbang untuk meligelai-wi krat awal Contoh uji dim2sukkan
kedalal1 oven dengan uiw (i 03plusmn2)oC selama 24 jam hingga beratnya konstan
kemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur Besarnya nilai
kudar air dapat dihitung dengan persamaan
KA BB-BKT BKT xIOO
I)imana KA = Kadar Air ()
BKT = Berat Kering Tanur (g)
b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang Ullrasonik
Pengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap
seluruh bentuk contoil uji Pengujian ini dilekukan dengan menggunakan alat uji
non destrutif metode elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo (fgt 22 Khz)
dengan eara memasang transduser akseleror1eter pada kedua ujung contoh uji
yang sudah dilubangi sedalam plusmn 2 em dengan diameter 5 mm Nilai yang dapat
dibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yang
rligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbatn geJnrnbang uftrasonik dengan
rurnus
dVI = xl0 4
I
Dimana Vt = Kecepatan perarnbatan gelornbang ultrasonic (ms)
d Selisih jarak antar transduser (crn)
= Waktu tempuh gelornbang (mikrosekon)
4 Analisis Data
1 Analisis statistik sederhana berupa nilai rata-rata dari setiap penguj ian
Selanjutnya data terse but dideskripsikan dalam bentuk tabel dan gambar
yen-- t~
15
2 Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial Model umum rancangan percobaan
yang digunakan sebagai berikut
o Pengujian panjang telap penampang melintang beragam
Vij = Jl + Ai+ poundij
Dmana
Vij = Nilai penganatan pada perlakuar tar2f kc-i faktor penampang meiimang
pada ulangan ke-j
jl = Nilai tengah pengamatan
Ai pengaruh fampktt penampan meEntmg
Cij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
pada ulangan ke-j
= 12 t t == banyaknya tilrafperlakuan
J 1 2 ri Ii == banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i
b Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelap
Yijk= Jl + Ai + Bj + ABij + poundijk
Dimana
Yi) == Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke- faktor ukuran penampang
melintang pada taraf ke i faktor panjang pada
ulangan ke-k
Jl = Nilai tengah pengamatan
Ai == Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-i
BJ = Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j
-Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang pada
tarilfk~-i dan faktor panjang pad a taraf kt-j
Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang
dan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k
= 1 2 t t = banyaknya taraf perlakuan
j J 2 ri ri = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i
16
3 Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukan
uji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan dengan
menggunakan program SPSS ]jOor Windows
Penclitian 2 Kccepatan Rambatan Geiombang dan Ke~eguhan Lcnlur Statis Pada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu
1 Pcrsiapan Confoh TJji
Contol~ uji ~ecnam jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasal
dari pasaranContoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayu
bebas cacat (BS 373 1957) Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR
sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air beratjenis dan kerapatan
Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut
Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotong
menjadi ukuran 2x2~30 cm untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang dan
keteguhan lentur st-tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)
dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA BJ dan kerapatan Selain itu contoh uji KA BJ
dan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekat
bagian yang mengaiami kerusakan Contoh uji KA BJ dan keraplttan yang diambil
pertama kali pada ujung balok 2x2x35 cm) digunakan untuk mengetahui KA awaJ
contoh uji khususnya contoh uji pada kondis TJS dan kering udara Data pengujian
contoh KA ini dirunakan mengetahui BKT contoh uji lIntuk pengujian pada kondisi
TJS dan kering udara yang seianjutnya dijadikan dasar untuk melaksanakan
pengujiap Contoh uji dibtat sebanyak 20 buah untuk lima kali ulangan pada empat
kondisi kadar air
2cm t~ v 2cm
30 cm CU MOE MaR dan Vdocity 4cmCu KA
Gambar III3 Contoh uji MOE MOR dan Velocity dan KA
Perbedaan kadar air yang digunakan teliputi kadar air basah ( KA gt 30)
kadar air TJS (KA 25-30 ) kadar air kering udara (KA 15 - 20 ) dan kadar air
17
kering oven (KO) Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan cara
perendaman contoh uji selama 3 x 24 jam
Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alami
dalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara Contoh uji
mencapai kondisi TJS dan krng uJala dapt diketahui melalui BKT target yang
ingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian Dari kondisi
kern udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 plusmn 20 C selama plusmn 2 x 24
jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur) Pad a setiap penurunan
kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS) KA kering udara dm iltadar
kering oven (KO) dilakukan pengujian secara non destruktif dan destruktif
2 Pcngujian Non Dcstruktii
Pada setiap penurunan kadar air dari KA basah KA titik jenuh serat (TJS)
KA kering udara (KU) dall kadar kering oven (KO) dilakukal1 penrukuran kecepatan
rambatan gelombang utrasonik Indikasi penurunan kadar air (KA) diperoleh dari
pengurangan berat contah uji dengll1 BKT yang diperoleh dad contoh uji Kadar air
(K 1) Menurut Wang et aI (2003) geombang ultarasonik merambat mencmbus
secara angsung dalam spesil11en longitw1inal dan radiai dimana untuk tiap spesimell
longitudinal diukur dan dicatat setiap periode pengukurun aiat dimana spesimen
mengalami kehilangan berat sekitar 10-15 gram dan 5-8 gram untuk tip spesimen
radial yang terjadi Jari kadar air basah ke kadar air titik jcnuh serat (TJS) Ketika
kadar air spesimen turun di baah TJS cO1toh uji untuk pengujian kecepatan
rambatan gelombang uiLraltonik dicatat bahwa setiap spe~illlen longitudinal setiap
priode pengukurun alat mengalami kehilangan berat dari 2-4 gram dan 1-2 gram
untuk tiap spesimen radial
iVfenurut Haygreen dan Bowyer (1989) persamaan dasar untu( knrlungan kadar
air dapat diubah kebentuk-bentuk yang mudah ltlltuk digunakan di dalam kOildisishy
kondisi yang lai1 Misalnya memecahkan persamaan untuk berat kering tanur
menghasilkan
beratbasah BKT=---shy
1+ ( Ki)100
Bentuk ini sangat berguna untuk memperkirakan berat kering kayu basah apabila
~erat basah diketahui dan kandungan air telan diperoleh dari contoh uji KA
~~~-S7i5i5
18
Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan eara
menempatkan 2 buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirim
(start accelerometer) dan tranduser penerima (slop accelerometer) pada kedua ujung
eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam plusmn 2 em
Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperoleh
uari nanjang gelomblng dan waktu tempuh gelvmbang MenulUt Sandoz (1994)
sepanjang sisi longitudinal relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonik
dengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan
d V= -x 10 4
t MOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan
2 vPMOEdL= -shy
g
Dimana MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal (kgem2)
v = keecpatan perambatan geombang ultrasonik (ms)
p = kerapatan (kgm)
g = konstanta gravitasi (981 ms2)
d selisihjarak antar transduser (em)
t = waktu tempuh gelombang (Jls)
S l vatest Duo
Gambar IlIA Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a c
ontoh uji keteguhan entur statis
3 Pengujian Destruktif
a Keteguhan Lentur Stat is
Pengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif
metode gelombang ultrasonik Pengujian dilakukan dengan memberikan beban
tunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pada jarak sangga 28 em tegak Jurus
kayu di tengah bentang contoh uji (centre loading) Data yang diperoleh berupa be ban
iiiiIiiiiiiii l
19
dan def1eksi yang terjadi Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalami
kerusakan Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitas
slatls atau MOEs dan modulus patah stat is atau MORsbull
Besarnya nilai Modulus of Elastisity (MOEs) dan Modulus of Rupture (MORs)
dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut
MLi10-s -_ -- MORs= 3PL 4~ybl( 2M2
Dim2na
MOE Modulus ofElasticity statis (kg cm2)
MORs Modulus ofRupture statis ( kg cm2)
tP Selisih beban p Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)
L Panjc1g bentang (cm)
b Lebar penampang contoh uji (cm)
h Tebal penampang contoh uji (cm)
ty Defleksi karena bebail (cm)
b Pcngujian Sifat fisis
Pengujian sifat fisis meliputi kadar air verat jenis dan kerapatan dimana ukuran
contoh uji (2x2x4) em3bull Contoh uji ini dimasuk(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur
103 plusmn 2deg C seJama plusmn 2 x 24 jm hingga beratnya konstan (be rat kering tanur) Berat
eontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang Besarnya nilai kadar air kerapatan
bentjenis dihitung berdasarkan persamaan
KA= BB-BKT x 100
BKT
BJ = BK~
V]((J BKU herapatan VKU
Dimana KA = Kadai air ()
BA Berat awal (gram)
BKT = Berat kering tanur (gram)
VKU Volume kering udara (em3)
-------~
L
20
4 AnaIisis Data
1 Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif
rncngenai
a Perilaku beratjenis (8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)
b Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubzhan kadar
air (KA) dan
( Perilaku keteg~lhan lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA)
2 Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktif
Untuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan
hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu statisJ eontoh keeil bebas cacat
digunakall persanaan regresi linear sederhana
Bentuk umum persamaannya adalah
Y=a+~X
Dimana Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)
X = nilai peubah bebas
a konstanta regresi
~ = kemiringangradien
Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar air kering udara yait
a MORKU - MOEsKu
b MORKU - MOEd ku
Pengolah i1 11 data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr Microsoft Excel
Penditian 3 PenguJian Sifar Mekanis Panel Struktural dari Kombinasi Barnbu Tali (Gigal1focltloa apus (BI ex Schul~ F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Pembuatar dn Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis
Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadar
air dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis
a Kadar AIr
21
l
Contoh uji pengujian kadar air berukuran I x 1 x 2 em yang diambil dari
pangkal dan bagian tengah bambu Contoh uji untuk kayu lapis diambil dari tepi dan
tengah kayu Japis berukuran 2 x 2 x 05 em
Besar kadar air dihitung dengan menggunakan rumus
(BB-BKT)KA = -~--- xl 00
BJT
Dimana KA = Kadar AIr ()
BB = Berat basah (gram)
BKT = Berat Kering Tanur (gram)
Contoh uji ditimbang untuk menentukan berat awal (BB) kemlldian contoh uji
dimasukkan oven pada temperatur I03plusmn2oC selama 24 jam hingga konstan (BKT)
b 3erat Jenis (8J)
Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkan
berat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah Contoh uji
untuk bcratjenis memiliki spesifikasi yang sarna dengan contoh uji kadar air
Kerapa tan Bambu (g cm )Berat Jems = - 3
Kerapa tan Benda S tan dar (g cm )
Dimana BKU =Berat Kering Udara (gram)
VKU = Volume Bambu Basah (em3)
c Kerapatan
Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarna
dengan contoh uji berat jenis Nilai kerapatan bahan dihitung rlengan
membandingkan berat kering udara dengan volume kering udaranya
BKU D=-middotshy VKU
Dimana p Kerapotun (gcm3) -
BKU = Berat Kering Udara (g)
VKU = Volume Kering Udara (cm3)
2 Pengujian Kecepatan Gelombang UItrasonik Bambu
Pengujian dilakukan terhadap bilah bambu pada bagian padatan Pengukuran
ddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik Sylva test Duo Kecepatan
gelombang ultrasonik diperoleh berdasarkan persamaan
22
d V=-xl0 4
t Selanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yang
diperoleh berdasarkan rumJs
2 vPMOEd =shy
g
Dimana MOEd = modulus elastisitas dinams (bglcm2)
v = kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)
p = kerapatan (kgm3)
g = konstanta gravitasi (981 mls2)
d = seHsihjarak antar transduse(cm)
t = wa1u tempuh gelombang (Ils)
3 Pembuatan dan Pcngujian Contoh Uji Sifat Mekanis
Prosedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut
Penyeleksian Bambu Penyeleksian I (diameter dan tebal plywood
dinding buluh) I
I lBarnb~ dikerir~ I Plywood dipotong udarakan sesuai ukuran
1 I Bambu aipotong I sesuzi UkUi an I I I
I I
r-----~ i (jambu diserut Pel ckatan papan
--gt0sesWli ukuran laminasi I
I Pengkondisian papan laminasi Pengekleman
I J Gambar IlLS Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis
23
a Pengujian Keteguhan Lentur Statis
Pengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan
menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron Pengujian sifat
keteguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasi
bentang dan pembebanannya Pengujian ini unttlk menentukan besar mociulus
elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR) Pembebana1 pada jJengujian ini dengan
metode pembebanan tiga titik (third load point loadinf5) Data yang diperokh adaiah
beban sampai batas proporsi dleksi dan beban maksimum Beban maksimum
diperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen
-------- L ----------
Gambar IIl6 Pengujian keteguh~n Jentur statis
Perhitungari MOE dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus
)pL3
MOE 47bh3l1y
PL MOR
bh 2
Diman P Beban Patah (kg)
l1P = Selisih Beban
L Jarak Sangga (cm)
l1y = Selisih Defleksi (cm)
b Lebar Penampang (cm)
r = Tinggi Penampang (cm)
24
4 A nlt isis Data
Analisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan ggtmbar scrta statistik
dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji Analisis
yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl11ana hanya melibatkan
salu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlasuan Kcmudian dilanjutkan deng~n uji
Janjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1Jaik
Persamaan umum RAL yang digunakan adrlah
Yij 11 + tj + cij
Dil11ana
Yij = Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-i
)l Rataan umum
ti = Pengaruh jarak kc-i
cij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-j
ij 123
25
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pcnclitian 1 Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jcnis Kayu
A Ukuran Panjang Tctap Dimensi Pcnampang Bcragam
Ukuran dimensi penampang yang digunakan terdiri jari ratio antara kbar
(base) dengan tebal (height) 13 5 7 9 dan 11 Pengujial1 dilakukan dad eontoh uji
berbentuk balok (Icbar = 8 cm tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh uji
berbentuk papan (kbar = 8 cm teb = 073 cm) pad ratio II Hasil per~ukuran
keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave propagation) untuk
comoh uji dengan dinensi penampmg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapat
diiilat pada Tabel IV I Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata
kecepatan ra~lbatan gdonbang ultrasonik ui-tuk ratio I sebesar 5194 mis ratio 3
sebesar 5343 mis ratio 5 sebesar )334 mIs ratio 7 sebesar 5282 mis ratio 9 sebesar
5196 ms dan untllk ratio 11 sebesar 5243 ms
Tabel IV i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam --____--(paTndia__ __ 30 cm) untuk 3 jenis kayu nsg2t e~taLP L =
Dimcnsi I
Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (ms) (em) PenampanJ
--r----1 Rata-RataILebar I Teball Rasam~hl1angiumI Sengon
(b) i (h2 I I i
8 I 8 J I 5533 5194 1__ 267
51044943 8 _I 3 5915 4908 5207
8 60 5 I 5966 4837 5 18-1114
51n 5
__ H ~
7 1804 55948 5094t--- 9 4691
I 512S
t--5
8 I 073 I II 8 I 08 5771
4666 I 5292 IS~~l-5773
Rangkuil140 analisis peragam pada Tabel IV2 menunjukkan bahwa tidak ada
pengaruh yang cukup signifikan (u = 95) dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramblttan gelombang ultrasonik
pada kayu sen30n mangium dan rasamala
Tabe IV2~Rangkuman hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a = 95) Jenis Kayu
lriabcl I F Ilitung-
P 1------shy-~- - --shy
Selgon Mangium Rasamala 0878 0511
1572 0206
1446 0244
Gambar IV L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatan
gelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala Untuk kayu
sengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudian
stabil hingga ratio 7 selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabil
hingga ratio 11 Pada kayu ras1mala dari ratio 1 hingga 2 mel1~alami kenaikan
kemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11
Scmentara itu pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengan
semakin meningkatnya ratio lebar (base) dan iebal (height) Hal ini sesllai dengan
penelitian Dueur (1995) yang menfgunakan kayu spruce lntuk menentukan pengaruh
dari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatan
gelombang ultrasonik dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurun
dengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang Dari penelitian terse but
diperoJeh nilai kceepatan gelombang mksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saat
berbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14
pada aat berbentuk papan
~ 5900 E ~ 5700 c
15 5500 E E 5300 CJ
(9 5100 c ro iil 4900 c g47QO ~
4500
0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Gambar IV_I Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampang beragam panjang tetap pada 3 jenis kayu
27
Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampang
mempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruh
pada arah radial dan tangensial Dalam penelitian ini pengujian seluruhnya dilakukan
pada arah longitudinal Hasil yang menarik adalah adampilya kec-nderungan
reninrkta1 tgtrepatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratio
penampang untuk kayu sengon dan rasamala Hal ini diduga karena adanya pengaruh
cacat banyak muncul pada permukaan contoh uji kedua kayu tersebut dimana ketika
dilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan cacat-cacat yang ada
langsung tereliminasi atau secara tidak langslng terhilangkan Karena pemctongan
dimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal maka kecenderungan
selanjutnya menurun secara stabi Dari kegiqtzn ini dapat Jisimpulkan bahwa
kecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul
Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentuk
antara lain membusur (bowblg) pingul (wane) miring serat (slope) cacat badan
berura matq kayu (f1101) rctak (chcccs) Jecah (shake) dan ubang serangga (pin
hole) Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu retak
pecall lubang serangga dan sebagainya Pada contoh uji jenis rasamala banyak
ditemui retak pecah dan scdikit adanya mata kayu SeJangkan untuk mangium iebih
relatif lebh bersih dari cacat tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubang
serangga Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisi
awal kayu yang masih bzsah dar kerrudian langsung diberikan perlakuan pengeringan
menggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan Menurut Mc
Millen (1958) retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunan
kadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertfntu dan mengakibatkan
timbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrm
terpidimya serat-serat kayu dan Illenybabkan cacat
Dalam pC1elitian ini faktor-faktor cact tersebut dapat mempengaruhi
kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pada kayu Menurut Diebold et al (2002)
dikatakan bahwa byu merupakan bahan yang tidak homogen gelombang bunyi
cenderung ~ntuk menyebar pada bagian-bagian cacat seperti mata kayu retak miring
serat kerapatan yang berbeda dan lain-1ail hal ini dipertegas Gerhads (1982) yang
rnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu
mtnernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur 11ltlcwati lata kayu dan
miring serat disekitar mata kayu Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan
28
antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu hasilnya menyebutkan
bahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 pada kayu yang
memiliki mala kayu Sementara itu Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatan
geiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 pada kayu yang mtl1galal11i
pClapukan
B Ukuran Panjang Bcragam Dimensi Penampang Tetap
Pengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em
Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan
(4 x 4) cm Hasil pengujian kceepatan gelombang ultrasoni~ untuk eontoh uji dengan
l110difikasi panjang dengan dimensi penarrpang tetap dapat dilihat pada Tabel IV3
Tabel IV3 Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam (dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
r--Dimensi _ Panjang t- Keeep~tan Geombang (m~ - ~ ~enamrang (em~) (em) Sengon I Mangium Rasamala I I L-20 6344 i 6449 5256 I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 - 60- 5394 5029 4953
80 5296 4977 493 7 I
I 100 5073 4840 4755H-I------+1--2-0--+--6--5-83-- I 5521 5692
I 40 5690 4676 5308 I I
4 x 4 60 5434 I 4629 508~ I 1---80 5321 4620 5060 I I 100 5290 I 4528 4931 I
Dari hasH tersebut dapat diketahui bahva llilai keeepatan gelombang tertinggi
untuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar
6344 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu pada
kayu mangiuill nilai tertinggi pada panj1g 20 em SI 0esar 6449 ms dan terendah pada
panjang 100 em sebesar 4840 ms sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti1ggi juga
pada panjang 20 em sebesar 5256 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar
4755 ms Untuk pnampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayu
sengon pada panjang 20 em sebesar 6583 ms dan terendah pada panjang 100 em
sebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar
5521 ms dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayu
rasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 ms dan
terendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 ms Dari dari data tersebut dapat
29
dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampang
berukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendah
pada panjang 100 em
Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengan
dirYen~i penampung tetap pada kaytl sengon rnal1gum dn rasamala memberikan
pengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =
95) Wa~g d a (-D02) per3~a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahui
kccepatan stres wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material pada
pengujian sortimen kayu salah satunya adalah dimensi panjang
r Tabel IV4 Ranek hasil 3 ienis k ( 95-~~---~- r~-~-Q~middot~-- middotmiddotmiddotmiddotmiddot0middot---------- ----_- - -- -- - - - ~-
Jcnis Kayu i Variabel Sengon Mangium I Rasamala
F hitung P F hitung P I F hitung P Panjang 92557 0000 13802 0000 I 4824 0003 I
--~--- - 00 ]5 I Penampang I 6463 15976 0000 I 3335 I 0075 I
Lebih lanjut Gambar IV2 menunjukkan kettndcrungan nilai keeepatan
gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr ukuran panjang
contab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut Tukey HSD untuk kayu sengon pada panjang
20 ~m smpai 60 em kClepatan gelambang ultrasonik mengalami pnUrUflrtn yang
signifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunan
yang t~rjadi tidak signifikan (ticiak berbcda nyata) Pada byu mangitm penurunan
~treptan geombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang
20 em sampai 40 em selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidak
signifi]~an (tidak berbeda nyata) Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjut
penurunan nilai keeepatan rambatan gfjrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZi
100 em rdalah tidak signifiku1 (idak berbeda llmiddotta) tetapi jika diamat dar gambar 4
dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20
en sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapat
dikatakan eenderung lebih stabil Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahva nilai
keeepatan gelombang ultrasonik akan reatif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuran
penampang (a x a) Lla 20 sampai 40 Selanjutnya penelitian Tulus (2000) padajarak
trasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepat
daripada jarak transduser sekitar 130 em dalam penelitian ini dianggap jarak
trasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji
30
VI 6900 r---~------~~----~~~~~~~Z~~~--~~~~~~~-~3f~7~
-shyE - 6400 I gtlaquo e
CIj
0 bull - s E 5900 I _ C lt1
C) 5400 ~~i-----~~ --~~~Z7Zf~~~~~====A--~-lr CIj CIj
a 4900 I Y- ~ C () (l)
sc lt400
o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Panjang (em)
- - A- - Sengon (2x2) em - - - - Mangium (2x2) em - - bull - Rasamala (2x2) em
----k-Sengon (4x4) em -+-Mangium (4x4) em --ll-Rasamala (4x4)cm -~----~-~-- ~-
Gambar iV2 Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuran panjang beragam (dimensi penampang =(2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu
Jika membandingkan antara dimensi perampang (2 x 2) em dengan dimensi
penampang (4 x 4) em darat dilihat bahwa poa kestabilan keeepatan gelombang
relatif sama yaitu pada sekitar 40-50 em sampili dengan 100 em Semcntara itu
Jiketahui dari hasil bahasan sebeJumnya bahwa ukuran penampang (cross sect ian)
tidak berpengaruh terhadap kecepatan gelombang u]trasoni~
C Kccepatan Gclombang Ultrasonik Pada 3 Jenis Kayu
Gambar IV3 menunjukkan nilai rata-rata keseluruilan keeepatan gelombang
ultrasonik pada ketiga jenis kayu baik pada pengujian ubran panjang tctap dimclti
~enampang beragam maupun pada ptngujian ukuran panjang beragarr dlmensi
penampang tetap Untuk kayu sengon niIai rata-rata kecepatar geIombang sebesar
5709 mis rasamala sebesar 5146 ms dan untuk kayu mangiun adalah sebesar 4929
mis~
31
5800 1 bull bull 57j91---~~~--
en 5600 ~
I OJ 5400 I---~ c (1l
0E 5200~1 2 o5000-~ c (1l
n 4800 c (I)
g 4600 ~
4400 I _ ~ bullbull
C27 (Sellgonj 066 (Rasamala)
8erat Jenis
Gambar IV3 Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnik pada 3 Jenis kayu
Hasii dari ptngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV5 dimana diperoleh
nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 027 kayu rasamala sebesar 066
dan kayu mangium sebesar 078 Nai kerapatan rata-rata Iltayu sengon sebesar 031
gcm 3 kayu rasamala sebasar 077 gcm 3 dan byu mangium scbesar 091 glcm3 bull
Sedangkan untuk kadar air rata-rata contoh uji adalah pade kayu sengon 1431
kayu rasamala 1715 dan kayu mangium 1675 Kondisi KA contoh uji dianggap
kering udara dimana nilai KA kcring Idara merupakan kondisi terbaik dalam
pel1gujian non destruktif (non destructilJ testing) metode geJcmbang ultrasonik
Tabel IV5 Nilai Rata-Rata Sifat Fisis dan Kccepatan Gelombang Pada 3 Jcnis kayu I Jertis---I Kcrapa~~~lU KA Kcccpatafl I ~u__-illramc~--- () Gclombarg ~ S~ngon-L u31 027 1431 gt~
Rai-+--077 066 j17~_ __~~ ~~ngium_ 091 O---~_ ~ 1675 t 4929 ~
Hasi penelitian menunujukkan tidak adanya pola hubungan tertentu antara BJ
078 (Mangium)
n kerapatan antar jenis kayu terhadap kecepatan gelombang ultrasonik Hal ini
tialan dengan penelitian yang dilakukan Karlinasari et at (2005) dengan
enggunakan kayu hardwood (sengon meranti manii dan mangium) dan kayu
32
II ~
1
softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungan
tertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombang
ultrasonik Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidak
memberikan pengaruh yang ~ignifikan terhadap keeepatan geiombang tetapi
memberik~H1 pangaruh kepada nilai MOEd (dynamic 1~dlus ofelaslicif)1 KeLepttai1
elombang ultrasonik dipengaruhi jcnis byu kadar air temperatur dan arah bidang
rll1uatan (radicl tangensial dan longitudinal) Faktor-fa~tor lain yang dapat
m~mpengaruhi peramb~tan gelombang ultrasoni- pada kayu adalah sifat fisis dari
substrat kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan
~rosedur perggtlaan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas dari
trasduser ukurannya posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera 2002)
Penclitian 2 Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu
A Sifat Fisis Kayu
Kecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut
berubah seiring dergan perubahanperbedaan sifat fisis kayu (kadar air berat jenis
dan keraptan)
1 Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik
Brown et al (1952) Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar air
hyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen
terhadap bert kering tan u rnya rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatan
rambatan gdombang p-lda kondisi KA basah KA TJS KA kering udara dan KA
kering dnur enam jenis kayli ~idonesia Kadar air dan kecepatan gelombang
ultrasonik dapat dilihat pda Tabel IV6
33
Tabel IY6 Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pada Berbagai Kondisi Kadar AirI lens Kayu I Konds Basah Kondisi BKT Kondisi TJS Kondisi KU ~A ~-~ v
() (IS) v vKA KAKA
(mts) (ms) (ms)()() () ~~-~~~~~I I Sengon 23650 3103 6233
t2 Mangium 10545 4427 2977 1195775 1752 5903
6521 l3 Durian
2169 609 1582 6516 l~~ 13113 3747 2723 I 5408 1411 5691090 t-S572
I 4Pinus(SW) 68]06891 4636 I 2612 6059 1356 I 685~ttJ5 ~asamala I 4830 - 4()lt3 I ~i64 5659 6 Kempas
5553 141 i 6142 114 flS27 fi0205694 I 2301 5714 1402 6104 I 058
Berdasarkan hasil penelitian yang ditunjukkan oleh Tabel di atas dapat diketahui
bahwa terdapat variasi niiai KA diantara enam jenis kayu yang diteliti pada berbagai
kondisi kadar air Hal ini diduga kare1a disebabkan 11asilg-rnasing jenis kayu
memiliki karakteristik yang berb~da satu sarna lain Banyak faktor yang
mempe1garuhi kemampuan kayu untuk mengasorbsi maupun mengeluarkan air dari
sel-sel kayunya diantaranya struktur sel penyusun kayu dan kandungan ektraktif serta
ada tidaknya tilosis
Perendaman selama tujuh hari yallg dilakukan pada awal penelitian ini
menyebabkan kayu jenuh ali dan mencapai KA optimal Kayu masih segar
fiempunyai nilai KA yang lebih tinggi karena rongga sel di1 dinding sel jenuh air
Air yang terdapat di dinding sel disebut ir terikat Sedangkan uap air ata air cair
pada rongga sel disebut air bebas Jika terjadi pengeringan air bebas lebih mudah
meninggalkan rorgga sel dibandingkan air terikat karena pengaruh kekuatan ikatan
pada dinding seI Oleh karena itu kayu yang memiliki rongga sel yarlg lebih lebar
relatif lebih mudah kehila1gan air dibandingkan dibandingkan dengan kayu yang
berdinding sel teba Demikian pula sebaliknya jiaka kayu diendltlm dalarn air lebih
dari 24 jam maka kayu yan~ melOiliki Oligga lebar Iebih rnudah mengasorbsi air
(Haygreen dan Bowyel J 989)
Pada kondilti oasah rata-rata kadar air semua jenis kayu berkisar 4527
(kempas) - 23650 pada sengon Pada kondisi TJS kandungan air P1enurun karena
rongga sel sudah tidak terisi air meskipun dinding selnya jenuh air dimana rata-rata
KA dari semua jenis kayu pada kondisi TJS relatif seragam yaitu berkisar 2169
(mangium) - 2977 (sengon) Nilai ini mendekati nilai KA 30 yang biasanya
digunakan sebagai nilai pendekatan untuk KA TJS
Kayu menyesuaikan diri sampai mencapai kesetimbangan dengan suhu dan
kelembaban udara sekita-nya Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa nilai KA
34
kering udara relatif seragam pada semua jenis k~yu yaitu berkisar antara 1402 shy
1752 pada sengon Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipun
ada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggap
bahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga1 yang relatif sarna dan nilainya
selalu di b~wah nilai KA TJS
KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan pad~ suhu lebih dari 100deg C
Pemanasan krmal menyebabk111 air yng tekandung pada rongga sel dan dinding seJ
mengalal~i pergerakan keluar kayu sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zat
kayuny saja Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secara
keselurJhan Setelah dipaliaskan masih mengandung air plusmn I dan telah mencapai
berat konstan (Haygreen dan Bowyer i 989Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadar
air pada kondisi kering tantl pada semua jenis kayu relatif seragm yaitu berkisar
058 pada kempas sampai 194 pada mangium Kecepatan rambatan gelombang
pada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV3 di bawah ini
Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
1--~--------~--- -sengon iI -MangiLm it
___ Durian I1 I
l-Pnus Ii
b Rasamala I[
-Kempas Ii--------1
I 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I
Kadar Air () I
--------- shy--------~
Gambar IV3 Hubungan Kadar air dengan Kerpatan Gelombang Ultrasonik
(Jambar di atas me1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu (Sengon Mangium
8000
7000
f 6000
J~~~~ 3000
2000
1000
0
5
udan Pinult) Rasamala dan KeJllpas) kecepatan rata-rata gelombang ultrasonik
ecendeUigannya semakin menurun dellgan meningkatnya kadar air Pada kondisi
ring tanur kecepatan rata-rata rambotan gelombang pada kayu Sengon Mangium
urian Pinus Rasamala Kempas secara berurutan adalah sebesar 6233 mis 5659
5572 mis 6810 mis 5659 mis dan 6020 ms Sedangkan pada kondisi basah
patan rata-rata rambatan gelombang ke enam jenis kayu terse but secara beiUrutan
lah sebesar 31103 mis 4683 mis 3747 mis 4636 mis 4683 mis dan5694 ms
35
(kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah) Hal ini sesuai dengan
penelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004)
Wang el al(2002) dan Kabir et af (1997)
Merurut Wang et al (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba
melalalui kayu meningkat denghn penurunan kaar ir dari keaadaan titik jenuh serat
ke keadaan kering oven baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun raditi Walaupun
demikian pengaruh kadar ar terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonik
berbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat Kecepatan gelombang
ultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuh
sera tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombarg
ultrasOilik lebih besar
Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebeapa hal yang mempengaruhi
k~cepatan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu kadar
air dan kemiringan serat Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) menylttan
bahwa kecepatan mcllurun secara drastis dergan kenaikan kadar air sampai titikjenuh
serat dan setelah itu variasinya sangat keeil Pada bdar air rendah (KAlt18) dimana
air yang ada di dinding sel sebagai air terikat (bound water) gelombang ultrasonik
disebarkan oleh dinJing sel dan bat as selnya Pada kadar air yang lebih tinggi tapi di
baWah titik jenuh serat penyebaran pada pada baras dinding sel akan berperan dalam
meghilangnya gelombang ultrasonik Setelah titik jenuh serat dimana air bebas yang
berada dalam rongga sel porositas kayu juga sebagai faktor utama dalam penyebaran
ultrasonik Jadi kecepatan gelombang ultrasonik dihubungkan dengan adanya air
terikat (bcilnd water) sedangkan pelemahan dihubungkan dengan adanya air bebas
((ree wafer)
2 Pengaruh Kerapatan tc--hlldap Kecepatan Ge0moang Ultrasonik pada kordisi Kering Udara
Da hasiI f)eHelitian kecepatan rambatan geiombang ultrasonik pada kondisi
kadar air kering udara dapat dilihat pada Tabel IV7
36
TabeIIV7 Keceeatan Rambatan Gelombao Pada kondisi Kadar Air Udara I Jenis Ka u r-shytlSegon
2 Mang~m______ 1582
3 Durian 14 IIL 4 Pinus (SW2 1356
L 5 RasamaJa 1411
r- 6Kempas 14ltg
Kondisi KU BJ l v (ms1
025 I 5903 -- I 019 6516944~--t__~__
049 043_J= 5691
069 U61 6856
u8l 071 6142
086 6104075
Hubungan Kerapatan dengan
Kecepaian Gelorobang UltrasonlK
8000 r--------shy Man ium 6516--AtisfSWj6If56-shy 7000 l----senuon--59c3~jj~------X middot--rusailaUitl4Z
1 60001- ----- -+-----A-oarlan-569---II$-KEfIllas 6104 shy SOOO 1
~ ~ ~
4000 -- 3000 -2000 - shy1000
o 000 020 040 060 080 100
Kerapatan (gcm3)
Gambar IV~ Hubungan Kerapatan Kayu dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik
Garrbar IV4 di atas menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
pada keenam jenis kayu berbeda sesuai perbedaan kerapatan Pada hasil penelitian ini
kayu rasall1ala kempas durian yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari sengon
rnemiliki kecepatan rambatan gelombang lebih rendah Hal ini berkaitan dengan
persamaan V2= Ep dimana ke~epatan gelombang ultrasonik merupakan fungsi
tcrbalik dari kerapatan Sifat viscouselastis bahan juga sangat belpengaruh terhadap
kecepatan gelomba1~ Viscouselastis merupakan gabungan sifat padatan-cairan
dimana stress-struin-nya tergantung cari waktu sehinggl fenomena di atas dapat
ledadi LiidJga k-ena pc-bedaan kandungan air pada kayu tersebut meskipun sarnashy
sarna dalam kondisi kering udara Ktdar kering udara kayu sengon mltlngium Durian
pinus rasarnala dan kempas secara berurutan yaitu 1752 15817 1411
1356 14106 1402
Menurut Mishiro (1996) dan Chiu et al 2000 diacu dalam Wang et al (2002)
hwa k~cepatan ultrasonik pada sisi longitudinal cenderung menu run dengan
kerapatan Tapi keepatan ultrasonik pada sisi radial cenderung
37
bull
meningkat dengan peningkatan kerapatan Kayu merupakan material anisotropik
Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbeda
pada spesimen longitudinal dan radial Pada spesimen radial gelombang ultrasonik
merambat melalui sel-sel j2i-jari sedangkan pada spesimen longitudinal gelombang
ultrasonik merambat melalui sel-sel aksial Perbedaan kecratan rambatan gehmbang
ullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh oleh jenis sei Ga~i-jari dan
aksia) struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kryu awa[ dan kayu ahir) dan
karakteristik sel-sel struktural (sifat volume fraksi panjang bentuk ukllran dan
pengaturan sel)
Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1s) dintara
jenis ya1g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strktur
kayu yang seragam (homogen) Menurut Watanabe (2002) diacu dlam Wang el al
(2003) bhw3 struktur sowood yang kontinills dan seragam yang disusun oleh
elemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi
Sementara itu pada henis kayu hardwood kecepatan rambatan gelombang
terce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 ms Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al (2005) dimana
keceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 ms
B Sift Mekanis
1 Kekakuan Lenur Dinamis (MOEd) pada BeriJagai Kondi~i Kadar Air
Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV5
-shy
38
MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
400000 T---~---
iCl Kondisi BasahW~~~~~~ =i=-==-~middot_~=---~Imiddot ibull -~---~-rn 250000 t------- - ~ i - io KondisiTJSflO ~u 200000 ---~-- -- - i llll Kondisi KUIE 150000 i-- j- - -~ I - I LIllI_t0ndls BKT~ 100000 TElIlI ~ -
5000~ 1~ ~ - i ~ middotzf ~ 0 ( ~ c~ ltf -lJc
lt$ ltif ltJ -lit$ I4 ff ltt-Y ~1gtc S
Jenis Kayu
Gambar IV5 MOEd pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV5menunjukkan kekakuan lemur dinamis (MOEd) pada keenam
jenis kayu semakin meningkat dengan menurunnya kadar ir dad kondisi basah ke
kondisi kering tanur kecuali pada kayu kempas Kadar air kayu dapat mempcngaruhi
nilai leccpatan gelombang maupull kerapatan Menurut Wang et at (2002) secara
kimia adanya air terikat pad a dinding sel menurunkan kecepatan perjalanan
gelomban~ yang meJewati kayu sebarding dengan penurunan MOE dan peningkatan
kerapatan kayu Persamaan V2= Ep memperlihatkan bahwa penurunan kecepatan
geJcmbang dan peningkatan kerapatan kayu berpengamh terhadap MOE dinamis
artin) a i-etiK3 kecepatan gelombang menurun dengan mlningkatnya kadar air nilai
MOE dinamis juga menurun Pada bagian lain peningkatan kerapatan yang
disebabi1 okh meningkatnya kadar air diatas titik jenuh darat merghasilkan nilai
perhitungan MOE dinamis yang lebih tinggi Sebagai tambahan MOE dinamis yarg
dihitung dari kecepatan gelombang dan keraptan kayu meningkat dcngan
meningkatnya Kadar air diatas titlk jeiiuh serat (sekitar 30) Hasi pengamatan ini
kontradiktif dengan hubungm Clmum antara sifat mekanis pada kayu dan Kadar air
(sifat kayll seLlu e~3p knnstal1 biia krjad kenaikan kelembaban ~iatas titik je1uh
serat)
2 Kekakuan Lentur Statis (MOEs) pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur statis (MOEd) pada ke enam jenis kayu pada berbagai
kondisi Kadar air dapat dilihat pada Gambar 116 di bawah ini
39
MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
160000 140000
rsectltshy ~~ ~rlt- Cf 0
~Jl
ll c~ ilt q0 lt) Itlt-- ~ltlt
N irn Kondisi 8asah ~ if KondisiTJSOl
lampl Kondisi KU =shyIUl Ig Kondisi BKT l~________ __ ~H~_~_ ~
Q- ~If ltt-lt-~- Q-lJ0 1
Jenis Kayu
Gambar IV6 MOEs pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Gambar IV6 di atas menunjukkan bahwa kekakan lemur s~atis (MOEs)
semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi basah ke kondisi
kering tanur kecuali pada kayu rasamala Fenomena yang terjadi pada kayu kempas
dan rasamala ini diuga bisa terjani karena pada kedua kayu ini bisa terjudi
penyil11pangan arah serat karena nrientasi seratnYH lurus berombak sampai berpadu
Menrut Martawijaya et af (1989) kayu rasamala mempunyai arah serat lurus
seringkali terpilin agak b~rpadu dan kadang-kadang berornbak Sedangkan kayu
kempas ini sering rnernpunY3i kut tersisip (Mandang dan Pandit 1997 dan PIKA
1979) Klilit tersisip ini rnerupakan bagian keeil kulit yang terdapat di dalam bagian
kayu dan menpakm caC(1t yal18 rnemepenglruhi keteguhan kayu
3 Kekuatan Lcntur Patah (MOR) pacta Bcrbagai Kondisi Kadar Air
Kekakuan lentur stat is (MOE) pada ke enam jenis kayu pada berbagai kondisi
kadar air dapat dilihat pada Gambar IVi di bawah ini
40
-~ -- ~- ~~----~-------~-shy
MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
2000 1800 +----------------------~--------------shy
~ 1600- r-----------lE 1400 10 Kondosi 8asah i 1200 10 KondisiTJS2 1000 ~ 100 -- J 0 Kondisi KUa
600 ---middot--mr---- IlI Kondis i BKTL-- _______ bull ~ 400 200
o
1d1 ~sect Jflt~ ~~ ~flt ~(~cf a v ~ Ie- q$- laquo
Jenis Kayu
Gambar1V7 MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar Air
Gamabr rV7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis iayu tersebut di atas
kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air Hal
ini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutan
kayu semakin kuat Modulus elastisitas (MOE) 1cmpunyai hubungall yang sangat
erat dengan nilai kerapatan sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi oleh
nilai berat jenis Peneitiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwa
kerapatan IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yang
memegang pe-anan sebugJi indikator sifat mekanis Hal ini sesuai dengan Wangaard
(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan (density) dan berat jenis (spesific gravity)
termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu Menurut
Haygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin banyak
zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but Karen(l
kekuatan kayu terletak pada dinding sel maka semakin tebal dinding sel setnakin kuat
kayu tersebut Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970) kekuatan kayu yang
mempunyai berat jenis yang lebih besar tidak muiiak mempunyai kekuatan yang
lebih besar pula karena kekuatm byu juga Ji~entukan oleh kGmponen kimia kayu
-yang ada di dalam dinding seI
4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara
MOEd dan MOpounds pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat pada
Gambar IVS di bawah ini
41
MOEd dan MOEs Pada tndisi Kering Udara
350000
N 300000
5 250000
~ 200000 Cl rOEd J 15JGJO 9 IIOEsx UJ 100000
~ 50000
a ~~lt- ~ Jt b
QV cf blt- ~4 ltfPc J~lt-v
Jenis Kayu
Gambar IV8 MOEd dan MOEs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara
Kekakuan lentur stali (MOEs) pada gambar 8 menunjukkan balla pada
pengujian MOEd dan MOEs diperoleh hasil rata-rata MOEd lebih tinggi
dibandingkan nilai MOEs Secara berurutan MOEd Sengon Mangium Durian Pinus
Rasamala Kempas lebih besar 3277 3012 4127 3332 3131 4069
Sementara itu hasil penelitian Kariinasari el at (2005) menghasilkan nilai
pengujian dinamis (MOEd) yang lebih tinggi 50 daripada nilai pengujian statis
(MOEs) Penelitian Olivieca el al (2002) menghasilkan nilai pengujian dinamis
(MOEd) yang lebih tinggi 20 daripada nilai pengujian statis (MOEs) Sedangkan
menurut Bartholomeu (2001) diacu dalam Oliviera et al (2002) hubungan MOEd
lebih tinggi 22 daripClda metode statis ketika tidak dikoreksi oleh koefisien
Poissons Sementara itu berdasarkan hasil peneJitian ini nilai MOE dinamis rata-rata
destruktif yang
iebih tinggi 30 dibandingkan nilai rata-rata MOE stalis Nilai pengujiafl secara non
lebih tinggi dibardingkan secara destruktif adalah karena faktor
viscoelasisitas bahan dan pengaruh efek creep pada pengujian secara defleksi (Bodig
Halabe el at (1995) dalam Oliveira el al (2002) rnenyatakan bahwa MOE
didapatkan melalui ultrasound pada umumnya ebih tinggi daripada nilai yang
pada defleksi statis Hal ini disebabkan karena kayu merupakan suatu
yang bersifat viskoelastis dan mempunyai kemampuan menyerap energi yang
Saat terjadi tegangan perambatan pada kayu kekuatan elastis proporsional
~dajJ pemindahan dan kekuatan yang menghilang proporsinal terhadap kecepatan
urena itu ketika kekuatan diberikan dalam waktu singkat material menunjukkan
laku elastis yang solid sedangkan pada aplikasi kekuatan yang lebih lama
0lt- sect lt-lt$ ~
0 ~~(
42
bull
tingkah lakunya serupa dengan viscois iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada uji
bending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik Dengan demikian MOE
dinamis yang didapat oleh metode uJrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yang
didapatkan pada defleksi stat is (MOEs)
C Hubung~n anta Ke~Lguhan Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur
Dinamis (llOEd) dengan Tcgangan Pltah (MOR)
Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan
kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat pada
Tabel IVS untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP perlu
dilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana Selanjutnya persamaan yang
dihasilkan dapat digunillzui1 sebagai drisltll dalam pendugaan MOR melalui penentuan
MOEs dan MOEd Keeratan atau kelineran hubungan ini ditunjlkkan oleh nilai
koefsien determinasi (R dimana semakin tinggi nilai R2 maka hubungan regresi
kedua variabel yang dianalisa semakin erat atau selllakin linar sehingga dapat
digunakan untuk lYenduga varia0el tak bebasnya dengan baik(Samoso J999)
Tabel IVS Model regresi parameter dari 6 jenis kayu tropis untuk hubungan MOED MOES dan MOR ---------_
P~rameter- ~---- I Signifkallsi 1 jers Kayu I (X dan Y) Model Regresi ___r_~~2___--r-_ (a = 005)
I MOEs dan y = 00084x + I Sengon ~Ihl()R 50861 I 0972008 09448 I0005606
MOEddan y=0003Ix+ I_
I t-lOR 14465 _f--9970103 I094Jlj 0006_U5~~ MOEsdan y=shy I I
2Mangiu~10R 00016x+68427 021563900465 07276410 MOEd dan I y = 00003x + I I l1OR_ I 52973_ 01623321 0Q28 0788048
IMOEs dan
8x~ I
-iQ283667 09676 I000250 I
6x+ I 0878294 07714 i 0050029
3 Durian IMOEd jn MOR _~
4 Pinus i 110Es dan (sw) ji10R
MOEd dan t10R MOEsdan I y= 0005
SRasamala l-10R I 60791 MOEd dan y= 0003 MOR 42708 MOEs dan y= 00169~-~--+1---0-~J94 07055 I 007501210 J
7x +~30342 01852 I0469481 toJ r=koefisien korelasi R =koefisien detenninasi tn tidak signifikansignifikan pada selang
- 6Kempas MOR 95253 tv10Ed da~-I y ~OOOl~ MOR 71109_
kepercayan 95
43
y = 0OG74x + 0993177 09864 I 0000674
y =0003 3x+ 106316710400) i025156tn
- ~ -7~
J25(isect_ y - 0004
2x + rO-8-0~~-i ~~fo~0-0-35-hl-64922 y =0000 85378 8x+ 0474475nI 04260~sectJ~1815
HasH peneitian pada Tabe IV8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEs
dan MOEd dengan MOR Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon durian
pinus rasamala dan kempas sangat tinggi Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)
dan koefisien detemlaS (R2) tinggi )Iitu Secarz baurutan 097 dan 094 099 dan
098080 dan 065098 dan 097 084 dan 071 Hal ini menunjukkan balma MOEs
pada keima ~~ayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayu
mangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dan
koetlsien determin2si 022 dan 005 Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayu
mangium kurang baik untuk menduga MOR Pada uji keragaman berdasarkan
probabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon
durian dan rasamala berurutan 0006 0001 0003 atau lebih kecil dari 005
sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan Sedangkan pada jenis kayu
mangium pinus dan kempas tidak signifikan Koefisien yang tinggi antam modulus
elastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yang
dilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Ginoa yang menyaLkan bahwa
modulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggi
dalam hubulg3nnya dengan keteguhan patah Dinyatakan pula bahwa disamping
mudah mengukurnya indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiong
balok kClyu seperti mata kayu serat miring kayu rapuh dall sebagairya Dengan
adanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka modulus
elasiisitas (MOE~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR)
Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi
Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R) tinggi yaitu
setAll3 berumtan 097 dan 094 dan 087 dan 077 Hal ini menunjukkan bahwa MOEd
pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pad~ keempat byu
lainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah den~an nilai kolerasi (r) dan
toefisien determinasi rendah sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lain
kunmg baik un~uk menduga MOR Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitas
bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala
0006 dan 005 atau lebih kecil dari 005 sehingga dengan demikian
~koefisien regresi signifikan Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna
et al (2005) dimana hubungan signifikansi (a = 005) MOEd dan MOR signifikan
jenis kayu sengon mangium dan pinus Namun dalam hal ini jumlah sampe
41
berbeda dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlaklian
kadar air pada masing-masingjenis kayu Halabe et al (1995) diacu dalam Oliviera et
al (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MOR
dan MOEd untuk jenis southern pine Nilai r2 yang rendah juga berkaitan denan
fllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi-it yaitu untuk
penguKuiar dinaris yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik
MOR terjadi dengan tegangilo yang llbih tinggi dan setelah batas elastik
menghailkan orelasi yng rerdh dengan parameter uji non destruktif
Penelitian 3 Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi Bambu Tali (Gigal1tocloa apus (RI ex Schult F) Kurz) dan Kayu Lapis
1 Sifat Fisis Bambu dan Kayu Lapis
Sifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini
adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ) Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasi
bambu tali dapat dilihat pada Tabel IV9
Tabe IV9 Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian --
is~bejcl~Pengujian Pasca pengujian Sarnpel
I KerapatanKA B1 Kerzpatan KA BJ --
Bagian Buku 127) 059478 058 052050Bambu
Bagian Ruas 1509 1196 064052 060 058
Kayu Lapis 065064 1224 058I 1262 I 0) 7 - - --- -----~-
Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambu
tersebut Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda Pada
bagian buku kadar air sebesar 1478 Iebih keci bila dibandingkan clengan bagian
mas 1509 Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perberlaan sifat anatomi bambu
pada kedua bagian tersebut Pada bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arah
radial Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arah
aksial tidak ada yang radial Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memiliki
panjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi ke
arab aksial Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besar
sehingga dapat menampung air Jabih banyak Seteltth pengujian kadar air bambu
mencun sekitar dua-tiga persen Bagian buku kadar airnya menjadi 1275 dan
45
bagian ruas menjadi 1196 l1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas oteh
masuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy) Dengan masuknya pcrekat ke
dalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untuk
menyerap air Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelun
pengujian ~engeringnya bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dan
kelemb3ball serta pengarth prvs(s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayu
lapis) dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef1ergi paflbl1ya untuk bereaksi
Kadar air kay lapis sebelun ~e1ujian adalah sebesar 1262 Kadar air
kayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara Setelah pengujian kayu lapis
mengalami penurunan kadar air menjadi 1224 Penurunan kadar air ini
kemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy Epoxy yang
mengeit1lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis Melihat
penurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan pengaruh oIeh Iingkungan
diperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 03 Jadi kayu lapis
yang digunakan telah mencapai kadar air ke~etimbangan atau telah memiliki
kestabilan yang tinggi seperti sift kayu lapis pada umumnya
Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl sebelur pengujian memiliki nilai ratashy
rata yaitu 051 untuk (8J) dan 059 untuk kerapatan Pasea penguj ian memperlihctkan
peningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei 3eratjenis setelah
pengujian yaitu sebesar 055 dan 0615 untuk kerapatampnnya Peningkatan berat jenis
dan kerapatan tersebut dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama proses
Derukondisian Mengeringnya bahan tersebut menyebabkan zat kayu menjadi Iebih
OBDyaK per satuan volumenya Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jlga dapat
rnenaikkan berat jnis dan kerapatan
K~yu lapis memiliki kestabiian yang eukup baik Hal ini terlihat dari
kado air beat jenis dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil) Berat
dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 057 dan
Setelah engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 001 menjadi
Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapis
kestabilan yang tinggi sehingga faktor lingkungan tidak dapat
i lagi Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke
Kekuatan bahan dapat dilihat dari beraJ jenis dan kerapatannya Melihat berat
dan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh dapat
46
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik (ms)
MOEd
(kgcm2)
MOEs )
(kgcm-)
MOR
(kgsm2)
55556 1604561 121674 I 41185 j
bull
kita ketahui kelas kuatnya Beratjenis bambu sekitar 053 dan kayu lapis sebesar 060
termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)
2 Keccpatan Gelombang Ultrasonik Bambu
Secara teori terJamppat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik
clenngan Kekakuan entur dinamis UviOEd) yang diuji secara non destruktif dalam hal
ini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik Tabel IV IO menunjukkan nilai
perhitungan dari 10 ulangan banlu untuk kecepaar gdombang ultrasonik dan MOEd
serta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif
Table IV O Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik MOEd MOEs
dn MOR
I
I
63717
65217
62284
58065
2110616
~oo -P016743
I 1752761
I I
125171
75154
107708
105658
27~~9~-1 27511 l 18998J
20972 l I 60504_ 1 19Q3-47
I I 129459 20110
II
I 63492 2095753 221823 52105
I -
61538
~96058 I
96613 39605 Ii _ I 64171 214082L_1__ 40563~_~_~1~~Z____~J
I 61644 ~75516 77878 24360 I I 61619~ I 1~Z7988 110170 28548 J
tlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan
gelombang ultrasonik bambu sebesar 61619 mis sementara itu untuk nilai MOEd
sebesar 197798 kgcm2 MOE5 sebesar 11017 kgcm 2 dan MOR sebesar 285 kgcm2bull
3 SiCat Mekanis Papal Laminasi
Papan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back
memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi Besar nilai MOE papan laminsi
ini antara 14000 hingga 30000 kgcm2bull Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan
47
laminasi dengan jarak inti 10 em dengan nilai MOE rata-rata 2901661 kgcm2bull
Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20
em sebesar 1755543 kgem2bull Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambu
tali ditunjukkan pada Gambar IV9
Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em lcmiliki nilai MOE yang paling
iingi karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bmnasi clengan
jarak inti yang lain Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas semakin debt
jarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya
Gambar IV) Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapis
pad a berbagai jarak inti
Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrlawan jarak bambu sebagai inti
(core) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan
iaminasi h5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 dan 99 karena F-hitung
lehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 001 dan 005 Dengan kata lain dapat
disimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akan
merurunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat Hasil uji lanjut Duncan
pada taraf nyata 005 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata pda berbagai
periakllan jarak terhadap nilai MOE papan lamnasi Jadi semakin renggang jarak inti
nilai MOE papan laminasi akan semakin turun
48
Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayu
lapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kgcm 2bull
Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh pap an dengan jarak inti 10 em dengan ilai ratamiddot
rata 20609 kgcm2bull sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasi
denganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya ltebesar 13846 ks1c1l12
bull besar
nilai MOR pa1an laminasi dapat dilihtt rada Gambar berikut
Gambar IVII Grafik MOR papan laminasi bambu dcngan kayu lapis pada berbagai jarak indo
Berdasarkan tabel MOR di atas dapat dilihat bahwa semakin rapat jarak
bambu inti maka nilai MORnya semakin tinggi dan s~baliknya NiJai MOR yang
semakin tinggi berarti bahan tersebut dlpat l1nahan beban yang lebih berat (beban
tnaksimum tinggi) Beban maksimum rata-rata yang dapat ditallan adaiah 1750 kg
yang dicapai oleh papan laminasi dcngan jarak inti 10 cm
Hasil aalisis sidik ngam menunjukan balwa perlakuan jarak bambu sebagai
inti berbtc- sangat nyata ttrhadap besarny~middot ilai kekuatan lentur (MOR) papan
larldnasi yang dihasilkan pada selang kerercayaan 95 dan 99 karen a nilai Fshy
hitung lebih besar dari F-tabel Jadi dapat dikatakan ballWa semakin lebar atau
renggangjarak bambu sebagai inti maka kekuatan lenturnya akan semakin berkurang
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95 memperlihatkan perlakuan
jarak 10 cm berbeda nyata terhadap jarak 15 dan 20 cm Perlakllan jarak 15 cm tidak
berbeda nyata dengan jarak 20 cm
49
Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan ke
dalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya Nilai MOE rata-rata papan
laminjsi yang dibuat adalah antara 14000 - 30000 kgcm2 bull Nilai MaR rata-rata
papan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kgcm2bull Dilihat dari kedua selang nilai
MOE dan M0R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasuk
ke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5
50
v KESIMPULAN
1 Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampang
dengan panjang tetap terhadap kecepatam rambatn gelombang ultrasonik pada
kayu sengon mangiul11 dan rasmala
2 Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungan
nilai kecepatan gelombmg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnya
ukuran panjang
3 Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun dengan
meningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah
4 Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring dengan
meningkatnya kadar air kecuai padajenis kayu kempas
5 Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnya
kadar air kecuali padajenis kayu rasamala
6 Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30 dari MOEs
(secara destruktif)
7 Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengon
sebesar 5709-5903 ms kayu rasamala sebesar 5146-6142ms mangium sebesar
4929-6516ms durian 5091 mis pinus (SW) 6856 mis kempas 6104 mls dan
bambu 6162 ms
8 Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kgcm2 MOEs sebesar
11017 kglcm2 dan MOR sebesar 285 kgcm2
bull
9 HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggi
menunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm karena
beban lantai pada umumnya adalah 100 kgClT2 Namun untuk kekuatan
ptrlakuCn terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik ragam dan uji
lanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan
10 Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luar
(face dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding
---------=----shy
NV~IdWV1
I Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap L = 30 em)
8 I 800
8 I 267
8 160
8 I 114
8 I 089
B I 073
59363316800 14411761434900 1 6000 Rata2 I 5167 I 580645 I 577307 6393 469239 466587 5613 I 534442
bull
Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens - - -~~ -_ Jr---~C -~J~
~~N~~C~ Jfcmiddotmiddot~~~~j~a~~f~~th~1~)oc~~~i~r ~~~)r ~ tg~~~~~dmiddot~~ya~t r~~l~i~~ ~iJ~ ~~ntj~i(ms)f ~f(ms)j )~ )(ms) ~(mfsF31middotl~~middot~~~ (ms) lt(ms)
I 3100 645161 633900 3000 666667 651000 3500 571429 561500 II 3100 645161 G33900 2967 674157 670667 3700 540541 537000
20 III 3300 606J61 602800~OO 625000 618233 4000 580000 484 ~ 00 IV 3000 666667 650700 3100 b45161 633900 I 3500 571429 561500 V 3000 666667 650700 3000 566637 650700 I 4000 500000 484100
Rata2 3100 645161 634400 3053 655022 644900 3740 534759 525640 I I 7233 552995 551667 7433 538117 53613l 7300 54(945 547600
II 7133 560748 557900 7300 547945 547600 7300 547945 541500
I 40 III 7300 547945 541500 8200 487805 487800 8100 493827 1495700 IV 6900 579710 573100 7967 502092 499367 7300 547945 541500 V 6800 588235 579900 7267 550459 547667 8100 493827 495700I I Rata2 7073 565504 560813 7633 524017523713 7620 524934524400
I 11167 537313 536500 11567 518732 515233 11200 635714 535200 II 11133 538922 536500 11600 517241 515200 11200 535714 535200
60 III 11200 535714 535200 12600 476190 473333 13000 461538 458600 IV 11000 545455 543133 12300 487805 485800 11200 535714 535200
I V 10933 548780 545767 11367 527859 525033 14500 413793 412~00 Rata2 11087 541190 i 539420 11887 504767 502920 12220 4)09S8 495320
I 14900 536913 534033 15567 513919 513500 15600 512821 512600t I~ -~II 15200 526316 523500 16000 500000 499600 15600 512821 I 512600
80 III 15200 526316 523500 16867 474308 473133 16900 473373 473100 IV 15000 533333 532000 16700 479042 477700 1G600 512821 512600
I V 14900 536913 534900 15200 526316 524500 17400 458770 457700
I
[ Rata2 15040 531915 529587 16067 497925 497687 16220 483218 493720I I 1950U 512821 511100 20767 481541 481033 19933501672 501333 I r---- 20167 495868 497333 20300 492611 492000 19833 504202 503400
100 III 19900 502512 501400 21067 474684 473633 21300 469484 467600 IV 19567 611073 509700 21800 458716 457200 21233 470958 470200 V 19300 51Fl135 516933 19333 517241 516067 22967 435414 435100
1 Rata2 19E87 507958 507293 20653 484183 483987 21053 474984 475527 I
I-shy
I 3000 666667 650700 3500 571429 561500 3333 600000 589133 I II l267 1612245 607867 3200 625000 618000 3bull67 631579 623833
20 III 2800 I 714206 706900 4133 483871 477967 3367 594059middot 584733 IV 3033 e59341 645100 3133 638298 628600 4367 458015 -+54700 V 2900 689655 680867 4200 4761 80 474700 3300 606061 59l700
Rata2 3000 666667 658287 3633 550459 552153 3507 5i0343 569220
I I 1 6800 588235 582200 8507 466926 466200 7400 540541 535600 II 7400 540541 535600 7467 53~714 531733 7267 550459 547667
I 40 III 6700 597015 593900 9900 404040 400400 7367 542986 537567 I IV 7100 563380 560000 7633 524017 518900 8000 500000 497700
V 6900 579710 573100 9500 421053 420900 7400 540541 535600 Rata 6980 573066 568960 8613 464396 467627 7487 534283 530827
I 11100 540541 53910012267 489130 486867 11500 521739 517100
112335341255326331160051724151280011400 526316 523800 60 III 10900 550459 547100 14900 402685 401200 11200535714 531300 i IV 10800 555556 55~200 11600 517241 5~4000 12600 476190 475433
I
I V 10867 552147 547100 14967 400891 399867 12067 497238 495600 I Rata2 10980 546448 543427 13067 459184 462947 11753 510493 508647
80 I 14800 540541 537900 16100 496894 494600 15400 519481 517200
J ___ I Hi333 I 5217 39 151lt)867 113000 500000497100 15333 521739 519867
-- -- - - - -- -- -- --
- --
---=-=--=-=-=-~~-- ---_shy1-IV-~--15000 533333 532000 15533 515021 514400 16833 475248 474633
fRa~a2 14900 536913 534900 20167 396694 395733 15600 512821 510867 14967 534521 532113 17467 458015 462027 15773 507185 505973
I 18600 537634 530200 20567 486224 484833 19767 i 505902 504800 II 19267 519031 517533 20200 495050 494000 20000 500000 498667
100 III 18800 531915 530200 24867 402145 401033 19600 510204 508300
--- IV 18800 531915 530200 20400 490196 490000 21967 455235 bull 453867 V 188lO 531915 537100 25300 395257 394100 19967 5008351500033
Rata2 18853 530410 529047 22267 449102 4527poundgt3 20260 493583 493133
mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Inpel (cm) (cm) (cm) (cml) (gram) (gram) (gramlcm3) (gramcm3) ()
1 208 204 205 870 2831 2476 0325 0285 14338
2 204 197 202 812 2286 2004 0282 0247 14072
3 207 I 203 203 853 2276 1992 0267 0234 14257 4 206 I 201 200 828 2355 2058 0284 0249 14431 5 206 I 201 200 828 2432 2123 0294 0256 14555 3 206 204 198 832 2271 1997 0273 i 0240 13721 -7 206 ~~O 845 L746 2399 0325 02d4 14464 8 204 203 204 845 2720 2373 0322 0281 1462~~ 9 207 199 200 824 3176 2780 0386 0337 14245 0 20f) 192 187 740 2802 2450 0379 0331 14367
ta2 206 201middotmiddotmiddotmiddot 20Q ~c~ B2 259~~(bull ~2middot2651(rQ1jSmiddotmiddot shy O274~pound~ i14317
1 207 206 201 857 7267 6364 0848 0743 14189 2 203 202 208 853 7638 6675 0896 0783 14427
3 209 207 205 887 7413 6447 0836 0727 14984 ~ 209 203 201 853 8224 7170 0964 0841 14700 5 206 205 206 870 7691 6682 0884 0768 15100
3 199 191 201 764 7845 6751 1027 0884 16205 7 206 i 204 192 807 I 6786 5514 084 0683 I 23069 3 204 194 189 748 7416 6332 I 0991 0847 17119 207 I 196 207 840 6775 I 5605 0807 0667 20874
0 208 I 204 206 I 874 8900 I 7517 1013 0860 18398
lc2J1~ 206 201middot middot292 IL8~s~Z 1middot~~t59$Ji iY 6506ii i$~ (f909~~~~ fir ~middotmiddot0779 F~i~ it16-51 1 2C~ 201 J 204 836 6637 5625 0793 0672 17991
2 205 200 200 8~0 I 6055 5178 0738 0631 I 16937 3 205 200 206 I 845
I 5989 5123 0709 0607 16904
i 203 202 200 820 6289 5367 0767 0654 17179 -) 204 202 206 849 6649 5673 0783 0668 17204 ) 202 198 207 028 6352 5444 0767 0658 16679 7 206 I 191 192 755 6016 5144 0796 i 0681 16952
3 205 202 206 853 6606 5629 0774 I 0660 17357
3 203 I 193 195 764 6206 5292 0812 0693 17271
0 205 204 204 853 __ 6651 5685 0700 0666 16992
ta2 )204middotJ 199gt202 ifJmiddota22~~JS6ffi4 5middot~l1t5416 1~i~mQ172middoti~~ 1~~S~io~5 9~n~~~~fl~1--5j~ __ ~~ --c~ -- Imiddot
HasH Pengujian Sifat Fisis
I
Larnpiran 4 Rata-rata Sifat Fisis dan Kcccpatan Rambatan Gelombang pada Berbagai Kadar Air
Jenis Kayu Kondisi Sasah Kondisi T JS Kondisi KU Kondisi SKT KA J KA v KA P v fA I
I ~mS)() p(gCm3) 8J -ltms1 W) p(gCm3) BJ (mts) J~_ f--(gCm3) B-1 (mls) () p(QCm3) SJ 1 Sengon 23650 071 021 3103 2977 032 024 5775 1752 030 025 5903 11898 0296 029 6233 2 Mangjurr 10545 078 038 4427 2169 045 03- 6109 1582 044 039 6516 19392 0637 062 6521 3 Duran 13113 087 039 3747 2723 103 037 5408 1411 049 043 5691 09016 0567 056 5572 4 Pinus SW) 6891 110 064 4636 2617 069 058 6059 1356 069 061 6856 07457 0706 07 6810 5 Rasanala 48_30 105 071 4383 2764 108 078 5553 1411 081 071 6142 11352 0883 087 5659 6 Kempas 4527 100 069 5694 2301 058 070 5714 1402 086 075 6104 05814 0820 081 6020 I
Lampiran 5 Rata-rata Sifat Mekanis dan Kccepatan Rambatan Geombang pada Berbagai Kadar Air Kondisl TJS J cKonclisi asaM Kondisi BKT
Jenls Kayu -shy Ed - M6~v Ed Es MOR V Es MOR Ed E MOR v Es
(msl __ (kQcm2) (kQcm2) _(kgcm2l Ims) (kgem2) (kQlcm2) (~Qlcm2) v1~ ~glcm2) ~lcm2) (kgem2) (~- ~glcm21 Ikalcm21 (kgcm2)
~Jlon 3103 6906008 2634369 297797 5775 109674)09 22377 287059 5903 105739617 3464793 3431571 6231 117276007 4843724 608105
~9~ 4427 15541317 6871209 502569 6109 171228343 6335577 535088 6516 191168192 5757801 5926898 6521 276261289 7359618 9333143 -
~l-_ 3747 1~753189 566438 49B1~ 5408 13244211 5670526 494749 5691 16046015 6621852 6618595 5572 179542641 6637144 7914205
~us(SW) 4636 ~837 _~14211 614893 6059 275752443 ~08 723567 6856 332701033 ~851 1111825 6810 333887384 12030854 1736389
5 Rasamala 4683 23709261 1201139 985839 5553 281694014 1180164 942415 6142 312947275 9797812 1175354 5659 288314487 110844 1628326
6 Kempas 5694 33181047 1195422 ~2452 5714 268095485 1261032 100286 6104 325884056 1325989 1285342 6020 302766493 1368899 1365519
Lamoiran 6 KA dan BJ Bambu Baian R r-shy
Vlume I BKUSampel I I
BKT BJ Kerapashyp I t KA tan
1 225 215 084 404 278 243 1406 060 069
2 218 194 070 298 174 153 13lt19 051 059 ~ 228 216 078 383 274 237 1555 062 072 4 22 I 239 127 670 380 328 1566 049 C)57
-~-
5 246 234 114 654 395 343 1491 052 060
6 236 204 070 336 189 163 1610 048 056
7 246 232 060 345 207 176 1775 05 060
8 238 233 086 477 266 234 1355 OA9 056
9 234 237 089 49 293 256 1412 052 059
10 255 21 145 781 414 359 1520 OA6 053
Rata-Rata 1509 052 060 -_bull_--_ __ _ _shy -
Lampiran 7 KA dan BJ Bambu Bagian Buku
Sampel I I
Volume BKU BKT I KA BJ Kerapashy
p tan
I 227 I 232 052 275 132 115 1421 042 OA8 2 237 196 031 146
094 082 I 1504 056 065 i
3 246 20Q 073 377 204 178 1499 047 054 I 4 216 207 075 335 164 144 1401 043 049
5 251 I 208 039 03 120 104 1533 051 059
6 309 205 040 250 163 lAO 1598 056 065
7 24j 2e7 051 257 143 126 1392 049 056
8 254 232 056 329 203 178 1389 04 061
9 211 198 030 123 081 070 1595 057 066
10 254 I 203 I 062 321 173 151 1447 047 054 f----
050JRata-Rata 1478 058 c
L 8 KA dan BJ Bambu Baian Ruas P P ~
_ 0shy -~-
Sampel I
BKT KA BJ Ktrapashy
0 t Volume BKU tan
I 248 2 i2 061 323 261 229 1386 071 081_-shy2 256 224 056 321 256 231 1065 072 080
3 255 206 064 336 130 116 1235 034 039
4 251 195 076 371 220 199 1076 054 059
5 25 215 045 243 155 138 1218 057 064
I Rata-Rata 1196 j 058 064I
L -- --0-- -----shy~ - - - -- - -~--- -- ---~-- -- - middot-0
Sampel p I t Volume BKU BKT KA BJ Kerapatan
1 242 221 053 281 142 126 1322 045 051
2 254 186 054 255 141 126 1176 049 055
3 247 212 055 288 136 L20 1343 042 047
4 2401 202 051 247 168 147 1454 059 068
5 2325 186 049 210 152 137 1079 065 072
L-BlItllr llt ll - _ 1275 052 059
Laois Pra P
La bullbullbull
L
Sampel _ _-shy
p _ _ _shy -
I - ---
t
I-~--r---
Volume
-
BKU
--~rmiddot-- --~
BKT
-c-
KA BJ Kerapatan
1
2
195
195
185
2
05
05
180
195
117
126
104
112
1237
1246
058
058
065
065
3
4
5
------
2
9
198
~-- bullshy
192
195
185
05
05
05
Rata-Rata
192
85
183
125
117
120
111
104
107
1245
1208
1185
1224
058
056
059
058
065
063
065
065
La ---- II KA dan BJ K -
Sampel p I t Volume --
BKU
O-Jmiddot-~middot
BKT KA BJ Kerapatan
I
2
3
4
5
196
195
195
192
19
19
192
195
19
195
R
05
05
05
05
05
ata-Rata
186
187
190
182
185
121
114
122
125
117
107
101
110
111
103
1306
1259
1051
1310
1384
1262
058
054
058
061
055
057
065
061
064
069
063
064
p = Panjang (cm)
I = Lebar (cm)
Tebal (cm)
BKU = Derat Keriig Udara
BKT = Bera Kering Tanur
KA = Kadar Air
BJ = Berat Jenis