mechanics characteristic of keruing wood for construction118-215-1-sm
DESCRIPTION
There are a lot of wood that is no relevant to the class.This causes the existing wood is not used in accordancewith the quality. Mechanics characteristic is needed for optimal and efficiency of wood as structural member, sothat it can be placed in order of construction.TRANSCRIPT
ISSN: 1410-7783 Volume 13 Nomor 1, April 2013, 83-87
Sifat Mekanik Kayu Keruing untuk Konstruksi Mechanics Characteristic of Keruing wood for Construction
Sri Hartati Dewi
Program Studi Teknik Sipil Universitas Islam Riau
Jl.Kaharuddin Nasution 113 Pekanbaru-28284
Abstrak
Banyak terdapat kayu yang sudah tidak sesuai lagi dengan kelas kuatnya. Hal ini menyebabkan kayu yang ada
tidak dipergunakan sesuai dengan kualitasnya. Sifat Mekanik dibutuhkan untuk optimal dan efisiensi kayu
sebagai bahan baku untuk konstruksi. Pembuatan sampel ini mengacu pada standar ISO 3129-1975 . Hasil
penelitian menunjukkan bahwa kapasitas tekan sejajar serat, kapasitas tarik sejajar serat dan kapasitas geser
sejajar serat keruing adalah 43,63 MPa 143,27 MPa dan 9,46 MPa, sedangkan nilai lentur dan elastisitas kayu
keruing adalah 97,814 MPa dan 10878,43 MPa. Berdasarkan nilai-nilai diatas kayu keruing dapat
diklasifikasikan pada kelas kuat II. Jika mengacu pada SNI3 2002, kayu keruing dapat diklasifikasikan pada
E26.Dengan ini, kayu keruing layak digunakan sebagai elemen struktur yang langsung memikul beban
konstruksi.
Kata Kunci : Karakteristik Mekanik, Keruing, Lentur, Kapasitas
Abstract
There are a lot of wood that is no relevant to the class.This causes the existing wood is not used in accordance
with the quality. Mechanics characteristic is needed for optimal and efficiency of wood as structural member, so
that it can be placed in order of construction.This Research following the method ISO 3129- 197.Standard the
research result showed that Parallel Compression Strength (tk//), Parallel Tension Strength (//), and shear
strength (//) are 43,65 MPa, 143,27 MPa, and 9,46 M,Flexure strength capacity (MOR) is 97,81 MPa and
flexure elasticity (MOE) is 10878,43 MPa. Flexure strength capacity (MOR) is 97,81 MPa and flexure elasticity
(MOE) is 10878,43 MPa. Based on the above values, keruing can be classified in a strong class II. and E26 in
classified with SNI3 2002 standard. Keruing can be used as a structural elementthat directly receives the load of
construction.
Keyword :mechanic characteristic, keruing, flexure, strength
PENDAHULUAN
Saat ini kayu yang beredar sudah tidak sesuai lagi dengan kelas kuatnya. Hal ini
menyebabkan kayu yang ada tidak dipergunakan sesuai dengan kualitasnya, khususnya
dalam aplikasi pada struktur bangunan tanpa mengabaikan syarat – syarat konstruksi yang
harus dipenuhi. Untuk itu sangat diperlukan data mengenai karakteristik kayu, terutama sifat
mekaniknya sehingga dapat ditentukan dimana kontruksi itu dapat digunakan seefisien
mungkin, baik dalam bentuk dan fungsinya.
aintis Jurnal
84
J. Saintis, Vol.13. No.1, 2013: 83-88
Kayu memiliki perbedaan kekuatan dan kekakuan bukan saja antar spesies, namun
dalam spesies yang sama(Blass dkk, 1995 dalam Fakhri, 2001). Perbedaan ini disebabkan
antara lain asal/lokasi tempat tumbuh, letak kayu dalam satu batang, asal dan kondisi batang
pohon, bentuk dan kondisi batang, kecepatan tumbuh pohon, pengaruh lingkungan dan
perlakuan silvikultur, serta tindakan pemuliaan pohon (Kasmudjo, 2000). Selain itu iklim,
kepadatan hutan, lokasi pengolahan kayu, kadar air, dan cacat kayu akan berpengaruh pada
sifat fisika dan mekanika kayu yang dihasilkan (Somayaji, 1995).
Tabel 1. Jenis beberapa Sifat Mekanika Kayu
No Jenis Karakteristik Rumus
a.
b.
c.
d.
Uji Kadar Air dan Kerapatan
Uji Tekan Sejajar Serat dan Tegak Lurus
Serat
Tarik Sejajar Serat
MOR (kapasitas lentur) dan MOE
(modulus elastisitas kayu)
Pada umumya kekuatan dan kekerasan kayu berbanding lurus dengan berat jenisnya. Adanya
kandungan zat ekstraktif disamping ukuran sel kayu juga dapat mempengaruhi berat jenis kayu. Sifat
mekanika kayu merupakan sifat-sifat kayu yang berhubungan dengan kemampuan kayu dalam
menahan beban. Berdasarkan sifat ini dibuat kelas kuat kayu, dengan tetap mengingat bahwa kekuatan
kayu untuk satu jenis kayu tidak selalu sama akibat faktor-faktor tersebut (Kasmudjo, 2001). Pada
umumnya kekuatan dan kekerasan kayu berbanding lurus dengan berat jenisnya (LPMB, 1961).
Semakin besar berat jenisnya, maka semakin tinggi kekuatannya.
%100)(
2
21 xm
mmw
w
ww
V
m
Dengan w = Kadar air (%)
m1 = Berat benda uji sebelum
dikeringkan (gr)
m2 = Berat benda uji setelah dikeringkan
(gr)
ρw = Kerapatan (gr/cm3)
mw = Berat kayu (g) pada kadar air w
vw = volume ( cm3) kayu pada kadar air
w
g
makstktk
A
Natau //
Dengan ttk = Kuat tekan sejajar atau tegak lurus
(MPa)
Ag = Luas irisan yang dikenai
beban (mm2)
Nmaks = beban maksimum searah atau tegak
lurus serat (N)
g
makstr
A
P//
Dengan σtr = Kuat tekan sejajar
(MPa)
Ag = Luas irisan benda uji
(mm2)
Pmaks = beban maksimum
(N)
2hb2
LP3MOR
δI48
L P.MOE
3
P = beban (N); L = panjang bentang
balok (mm);
a = jarak beban terhadap tumpuan
balok (mm);
E = modulus elastisitas (MPa) dan
I = momen inersia (m4)
85
Sifat Mekanik Kayu Keruing untuk Konstruksi (Sri Hartati Dewi)
Nilai modulus elastisitas merupaka nukuran ketahanan kayu terhadap perpanjangan
bila balok kayu mengalami tarik atau tekan selama pembebanan berlangsung dengan
kecepatan pembebanan konstan.Modulus elastisitas kayu sejajar serat dapat diperoleh dari
pengujian kekuatan lengkung statik dengan mengukur lendutan (deflection) pada daerah
pelengkungan pembebanan berlangsung.
Dalam penelitian ini dibatasi khusus pada jenis kayu keruing. Nilai-nilainya akan
menjadi dasar perhitungan struktur bangunan kayu, terutama untuk elemen tekan, elemen
tarik dan lentur.
Klasifikasi Kayu Keruing
Kayu keruing mempunyai nama botanis Dipterocarpus famili Dipterocarpaceae,
Kayu ini tergolong dalam kelas kuat I sampai II dengan berat jenis rata-rata 0,79, serta kelas
awet III (LPMB, 1961). Kuat lentur kayu Keruing mencapai 98,97 Mpa dan kuat gesernya
sebesar 9,78 Mpa (Fakhri, 2001). Menurut Martawijaya dkk (1981), besarnya penyusutan
kayu keruing pada arah radial sebesar 2,8 - 4,7%, penyusutan arah tangensial sebesar 4,7 -
5,9%. Kayu keruing pada umumnya mudah direkat. Penggunaan kayu keruing cocok dipakai
untuk konstruksi bangunan (balok, tiang, papan dan kerangka atap).
Secara visual, kayu teras terlihat berwarna coklat-merah sampai coklat-kelabu,
kayu gubal berwarna kuning atau coklat muda semu-semu kelabu dan mempunyai batas yang
jelas dengan kayu teras, tekstur kayu kasar sampai agak kasar dengan arah serat lurus dan
kadang-kadang terpadu. Permukaan kayu agak licin, seringkali melengket. Kayu keruing
mempunyai bau damar yang agak menyolok (Martawijaya dan Kartasujana, 1977).
Identifikasi fisik kayu keruing dapat dilakukan dengan memperhatikan sifat fisiknya, saluran
getah, tekstur dan serat kayu (Kasmudjo, 2001).
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan berdasarkan ISO 1975 terhadap kayu Keruing, Jenis pengujian
yang dilakukan berupa sifat fisik dan mekanik. Setiap pengujian terdiri dari tiga buah benda
uji, dengan ukuran yang ditentukan ISO. Pengujian dilakukan dengan menggunakan alat
Universal Testing Machine (UTM) dengan memberikan beban secara perlahan hingga kayu
mengalami keruntuhan pada beban maksimum. Mesin UTM yang dipergunakan adalah merk
United model SFM-30 seri 989540, buatan USA, kapasitas 13 ton.
Gambar 1.Beberapa Pengujian Karakteristik Kayu Keruing
20 mm
20 ±5
mm
20 mm
60 mm
20 mm
20 mm 200
mm
6
m
m
20m
m 45
mm
3 mm 20 mm
86
J. Saintis, Vol.13. No.1, 2013: 83-88
Gambar 2.Mesin UTM (Universal Testing Machine)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisik Kayu keruing
Dari hasil pengujian diperoleh kadar air kayu keruing sebesar 12 ,697%. Hal ini
menunjukkan bahwa kayu yang ada dipasaran sudah bisa digunakan tanpa melakukan
pengeringan terlebih dahulu. Kerapatan kayu keruing adalah 0,703. Hal ini masih memberi
kemungkinan adany peningkatan kerapatan hingga mencapai 0,8 gr/cm3
Kapasitas Tekan sejajar serat
Berdasarkan Tabel 2, kapasitas tekan sejajar serat kayu keruing 43,63 MPa. Kuat tekan
kayu keruing berkisar diantara 39 MPa sampai m’1 1 52 MPa. Hal ini menunjukkan bahwa
kayu keruing hanya dapat memikul beban yang rendah pada beban tekan sejajar serat.
Tabel 2. Kapasitas tekan sejajar serat kayu keruing
No
Kode
Benda
Uji
Ukuran Penampang
(mm) Beban Maksimum Kuat Tekan
Lebar Tinggi (Newton) Hasil Rata-rata
1 Tkn // - 1 18,20 18,13 12985,881 39,36
2 Tkn // - 2 18,20 18,10 13230,898 40,16
3 Tkn // - 3 18,21 18,15 16974,752 51,36 43,63
Kapasitas Tarik sejajar serat
Berdasarkan Tabel 3, kapasitas tarik sejajar kayu keruing sebesar 143,18 MPa., Harga
keruntuhan tarik yang demikian setara dengan 3 kali besar kuat tekan, sehingga dapat
dikatakan bahwa kayu keruing memiliki keruntuhan lentur yang baik. Dikarenakan
keruntuhan lentur merupakan kombinasi dari tarik dan tekan pada serat kayu.
Tabel 3. Kapasitas tarik sejajar serat kayu keruing
No Kode
Benda Uji
Ukuran Penampang (mm) Beban Maksimum Kuat Tarik
Lebar Tinggi Panjang (Newton) Hasil Rata-rata
1 Trk // - 1 3,13 5,16 33,33 1962,368 121,50
2 Trk // - 2 3,17 5,19 30,75 2552,034 155,12
3 Trk // - 3 3,24 5,18 30,25 2566,618 152,93 143,18
87
Sifat Mekanik Kayu Keruing untuk Konstruksi (Sri Hartati Dewi)
Kapasitas Geser sejajar serat
Kuat Geser sejajar serat untuk kayu keruing dilihat dari tabel 4 adalah 9,458MPa.
Nilai ini setara dengan kurang dari 10% tegangan tarik sejajar, Hal ini berarti kayu keruing
bersifat lemah terhadap beban geser.
Tabel 4. Kapasitas geser kayu keruing
No Kode
Benda Uji
Ukuran Penampang (mm) Beban Maksimum Kuat Geser
Lebar Tinggi Panjang (Newton) Hasil Rata-rata
1 Gsr // - 1 20,86 21,95 33,33 4579,929 10,003
2 Gsr // - 2 20,75 21,76 30,75 3951,462 8,751
3 Gsr // - 3 20,97 21,71 30,25 4378,918 9,619 9,458
Kapasitas dan Elastisitas lentur kayu keruing
Berdasarkan Tabel 5, maka kapasitas lentur (MOR) rata-rata kayu keruing sebesar
97,814 MPa dan nilai MOE sebesar 10878,43 MPa, menunjukkan bahwa kayu keruing
tergolong dalam kayu structural seperti balok dan kolom,
Tabel 5. Kapasitas lentur dan elastisitas kayu keruing
No Ukuran Penampang (mm) Beban Maksimum MOR MOE
Lebar Tinggi Panjang Newton MPa MPa
1 21,97 20,33 280 2011,302 93,030 11267,053
2 21,87 20,25 280 2213,627 103,670 10530,477
3 22,96 20,27 280 2172,925 96,742 10837,754
Rata-rata 97,814 10878,430
SIMPULAN
Kapasitas tekan sejajar serat kayu keruing adalah 43,63 MPa, kapasitas tarik sejajar
serat adalah 143,27 MPa, jauh lebih besar 5 kali dari tekan sejajar serat. Kapasitas geser
sejajar serat keruing jauh lebih kecil yaitu 9,46 MPa, sedangkan nilai Lentur dan elastisitas
kayu keruing adalah 97,814 MPa dan 10878,43 MPa. Berdasarkan nilai-nilai diatas kayu
keruing dapat diklasifikasikan pada kelas kuat II. Jika mengacu pada SNI3 2002, kayu
keruing dapat diklasifikasikan pada E26, meskipun jika ditinjau dari segi elastisitas bahan
temasuk E11. Dengan ini, kayu keruing layak digunakan sebagai elemen struktur yang
langsung memikul beban konstruksi.
DAFTAR PUSTAKA
ASCE. 1992. Annual Book of ASTM Standards Section 4, Phillaldelphia.
Fakhri. 2001. Pengaruh Jumlah Kayu Pengisi Balok Komposit Kayu Keruing-Sengon
Terhadap Kekuatan dan Kekakuan Balok Kayu Laminasi (Glulam Beams), Tesis S2,
Fakultas Teknik UGM, Yogyakarta (tidak diterbitkan).
LPMB. 1961. Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia NI-15 PKKI-1961, Yayasan
Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
88
J. Saintis, Vol.13. No.1, 2013: 83-88
Kasmudjo. 2001. Pengantar Teknologi Hasil Hutan, Bagian Penerbitan Fakultas Kehutanan
UGM, Yogyakarta.
Martawijaya, A. dan I. Kartasujana. 1977. Ciri Umum, Sifat dan Kegunaan Jenis-jenis
Kayu Indonesia, Lembaga Penelitian Hasil Hutan, Bogor.
Somayaji, S. 1995. Civil Engineering Materials, Prentice Hall, Englwood Cliffs, New Jersey.