Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jakarta, 19 November Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jak arta, 19 November 2009 2009

Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki keragaman hayati yangOleh tinggi. Salah satu hasil hutan yang sangat penting adalah kayu dengan sekitar 4000 Abdurachman 1 , Nurwati Hadjib 1 jenis kayu yang tersebar di seluruh wilayah Nusantara. Salah satu kegunaan kayu

adalah untuk bahan bangunan yang dibedakan sebagai kayu struktural (memikul beban) dan non struktural (tidak memikul beban). Abstract Baik untuk tujuan struktural maupun non diperlukan dukungan data teknis di antaranya sifat mekanis. One ofstruktural, timber uses is for building materials. As a building materials, there are structural and non structural components. The adalah testingpembangunan data test of mechanical properties Salah satu program pemerintah perumahan yang layak related to their strength, are useful to the evaluation of wood quality for building materials. Because the test bagi seluruh warga negara. Kelayakan tersebut meliputi kekuatan, keawetan dan is conducted to the small clear specimens, the result of this test should be corrected to ekonomis. Untuk mendukung kelayakan tersebut perlu dirujuk berbagai peraturan become allowable stress. This paper presents results of the mechanical properties of 10 wood seperti speciesPKKI from plantation i.e. sengon(Paraserianthes falcataria), suren yang terkait tahun 1961 pada waktu perencanaan yang dilakukan oleh(Toona sureni), sengon buto (Enterolobium cyclocarpum), mindi (Melia azedarach, tata (Gmelina arborea, perancang. Salah satu bahan yang penting untuk hal ini adalah kayu bangunan mahoni (Swietenia macrophylla), karet (Hevea brasiliensis), tusam (Pinus merkusii), yang berasal dari (Acacia hutan, suatu sumberand dayajabon alam yang dapat diperbaharui. Sampai mangium mangium) (Anthocephalus cadamba). The test method used wasdekade ASTM D 143-94. The result show thatdipasok the haviest wood is rubberwood beberapa pemenuhan kebutuhan kayu dari hutan alam, yang and the lightest is sengon. Mindi, tata, mahoni, karet, mangium and tusam are grouped as strength class III, berdiameter besar dan mempunyai sifat yang lebih baik dibandingkan dengan while the remain are grouped as class class IV-V. Revering to RSNI-3, rata is belongs to tanam quality an sejenis dari tanaman. setelahto tahun 2000 pasokan kayu dari on its strength class ofhutan E11, while the Namun others belong quality class of E10. Based classmenurun, and its characteristics, tata could utilize as structural material kayu purposes, while the hutan alam dan digantikan oleh kayube dari hutan tanaman. Produksi as nonm structural tahun other 2000-2006 encapai materials. 24.3 juta m3, di mana 60%-nya berasal dari hutan tanam Keywords: an (Departemen Kehutanan, 2007). Hal penting properties yang harus diperhatikan wood, building materials, mechanical dalam perencanaan pemanfaatan kayu dari hutan tanaman adalah data teknis sifat kayu. Seperti dikemukakan oleh Martawijaya (1990), kayu dari hutan tanaman umumnya mempunyai sifat yang inferior dibanding kayu sejenis dari hutan alam. Walaupun dalam industri bangunan sudah dikenal beberapa standar, nam un penggunaannya belum sebagaimana mestinya, berhubung masih banyak kekurangan, baik dalam materi, lingkup kegunaannya dan hubungan satu dengan yang lain. Sifat mekanis yang umum diperhitungkan dan dikenal sebagai sifat kekuatan dalam perencanaan penggunaan kayu yaitu tegangan lentur maksimum, keteguhan tekan sejajar serat maksimum, keteguhan tekan tegak lurus serat dan keteguhan belah sejajar serat (Anonim , 1999). Sifat mekanis kayu atau sifat kayu yang berhubungan dengan kekuatan kayu merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya dari luar yang bekerja padanya. Yang dimaksud gaya luar adalah gaya yang datangnya dari luar benda yang bersangkutan yang bekerja pada benda tersebut dan gaya ini cenderung untuk merubah ukuran atau bentuk benda tersebut. Sifat mekanis ada beberapa macam yang berhubungan dengan macam penggunaannya antara lain sebagai bahan bangunan, misalnya untuk tiang diperlukan data keteguhan tekan sejajar serat, untuk kuda-kuda diperlukan data keteguhan lentur statik, keteguhan tekan sejajar serat, keteguhan geser (Anonim, 1999). Menurut Tular dan Idris (1981), sampai saat ini konstruksi kayu masih banyak dilakukan oleh para Penelitian tukang dan kayu yang umumnya tidak mengikuti perhitungan 1 Peneliti di Pusat Pengembangan Hasil Hutan - Bogor

Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jakarta, 19 November 2009

konstruksi, sehingga dalam pemanfaatannya seringkali terjadi pemborosan baik dari segi pemilihan jenis maupun ukuran kayunya. Soenardi (1981) menyatakan bahwa dalam penggunaannya, kayu terlebih dahulu harus dipilih menurut syarat mutu yang dim inta oleh pengguna akhir.

Sifat mekanis merupakan kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan, sedangkan kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk memikul beban atau gaya yang bekerja padanya (Haygreen dan Bowyer, 1982). Sifat mekanis biasanya merupakan ciri terpenting dari produk kayu yang akan digunakan untuk bahan bangunan gedung. Penggunaan struktural adalah setiap penggunaan di mana sifat mekanis merupakan kriteria pertama untuk pemilihan bahan. Penggunaan struktural produk kayu antara lain meliputi palang lantai, kaso, kudakuda, tiang, anak tangga dan rangka perabot rumah tangga. Dua istilah dasar yang digunakan dalam m ekanika, yaitu tegangan dan regangan. Tegangan adalah gaya yang tersebar per satuan luas. Tegangan terjadi apabila suatu bagian bertindak terhadap yang lain untuk melaksanakan suatu gaya. Regangan akan terjadi apabila tekanan dikenakan pada suatu benda padat. Apabila tekanan yang dikenakan tidak melampaui suatu tingkat yang disebut batas proporsi, terdapat hubungan garis lurus antara besarnya tegangan dengan regangan yang dihasilkan. Beberapa sifat kekuatan kayu berhubungan erat dengan kerapatannya. Misalnya keteguhan lentur statis dan keteguhan tekan sejajar serat maksimum meningkat secara linier dengan kenaikan kerapatan kayu. Sedangkan sifat kekuatan kayu lainnya meningkat secara fungsi pangkat (Haygreen dan Bowyer, 1982). Kayu merupakan bahan yang bersifat ortotropis, yaitu bahan yang memperlihatkan sifat yang berbeda dalam tiga sumbu yang saling tegaklurus, dalam hal ini arah radial, tangensial dan longitudinal. Pengujian sifat mekanis kayu yang mengacu kepada ASTM D 143-94 (Anonim, 2002a) menghasilkan data hasil pengujian kayu contoh kecil bebas cacat. Sementara itu di dalam penggunaan kayu gergajian dan produk kayu gergajian banyak mengandung cacat seperti mata kayu, serat miring, lama pembebanan, keragaman dalam spesies dan cacat-cacat lain yang menurunkan kekuatannya Oleh karena itu dalam penggunaannya nilai kekuatan ini harus disesuaikan dengan mempertimbangkan faktor di atas. Nilai ini disebut tegangan yang diijinkan. Prosedur untuk mendapatkan nilai tegangan yang diijinkan untuk kayu gergajian menurut A STM D 245 adalah (contoh untuk MOR):

Fb = MOR F

rata2

1,645 s x F

KA x

F

SR

xF

S

DL

Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jak arta, 19 November 2009

Keterangan : S = simpangan baku MOR (ASTM D 2555-98) MOR = tegangan lentur m aksimum 1,645 s = merupakan batas luar 95% yang lebih rendah (5% exclusion limit) FDL FKA FSR FS = faktor lam a pembebanan = faktor kadar air = nisbah kekuatan untuk memperhitungkan cacat kayu = faktor koreksi untuk kedalam an gelagar

Jenis kayu yang diteliti tertera pada Tabel 1. Kayu tersebut berasal dari hutan tanam an (Hutan Tanaman Industri/HTI, dalam hal ini Perum Perhutani Unit III dan tanam an rakyat) di daerah Jawa Barat. Pemilihan jenis kayu tersebut didasarkan pada potensi jenis kayu yang ada pada hutan tanaman di Jawa Barat, baik HTI maupun tanaman rakyat. Jenis kayu tersebut belum lazim digunakan untuk bahan bangunan kecuali sengon yang sudah sering digunakan untuk dinding. Setiap jenis kayu diambil 3 pohon dan dari setiap pohon diambil 3 dolok masing-masing dari pangkal, tengah atau ujung. Sedangkan bahan pembantu yang diperlukan antara lain adalah air, parafin, ampelas dan kapur tohor.

1 Sengon 2 Suren 3 Sengon buto 4 Mindi 5 Tata 6 Mahoni 7 Karet 8 Tusam 9 Mangium 10 Jabon

Paraserianthes falcataria Toona sureni Meliaceae

Mimosaceae

Enterolobium cyclocarpum Melia azedarach Gmelina arborea Swietenia macrophylla Hevea brasiliensis Pinus merkusii Acacia mangium Anthocephalus cadamba

Mimosaceae Meliaceae Verbenaceae Meliaceae Euphorbiaceae Pinaceae Mimosaceae Rubiaceae

Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut: gergaji belah, gergaji potong, alat serut, alat pengukur panjang (penggaris, meteran, kaliper),timbangan, gelas piala, desikator, oven dan mesin uji universal.

Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jakarta, 19 November 2009

Ukuran contoh uji dan pengujian sifat fisis dan mekanis kayu dilakukan sesuai dengan ASTM D.143-94 (Anonim, 2002a). Banyaknya contoh uji untuk setiap jenis kayu tergantung pada diameter pohon contoh. Pengujian dilakukan terhadap contoh uji dalamkeadaan kering udara. Sifat mekanis yang diuji meliputi keteguhan lentur statis (tegangan pada batas proporsi dan tegangan patah serta modulus elastisitas), keteguhan tekan (sejajar dan tegaklurus serat), keteguhan geser sejajar serat (pada bidang radial dan tangensial), keteguhan pukul (pada bidang radial dan tangensial), kekerasan (ujung, pada bidang radial dan tangensial), keteguhan belah (pada bidang radial dan tangensial) dan keteguhan tarik tegaklurus serat (pada bidang radial dan tangensial). Sebagai penunjang diuji kadar air dan kerapatan kayu. Analisis data yang dilakukan meliputi rata-rata hasil pengujian setiap jenis kayu serta penentuan kelas kuat kayu berdasarkan klasifikasi kekuatan kayu (Den Berger, 1923), penentuan mutu kayu berdasarkan Anonim (2002b) dan penentuan tegangan ijin berdasar ASTM D 245 (Anonim, 2002a).

Hasil pengujian kadar air dan kerapatan kayu yang diteliti disajikan pada Tabel 2, sedangkan hasil pengujian sifat mekanisnya tercantum pada Lampiran 1. Nilai rata-rata kadar air dan kerapatan kering udara kayu yang diteliti disajikan pada Tabel 2. Kadar air kering udara berkisar antara 11.46-17.18%. Berdasarkan klasifikasi kerapatan kayu, maka kayu sengon, sengon buto, suren, mindi dan tata tergolong kayu yang ringan (0.24-0.56 g/cm tergolong kelas sedang (0.56-0.72 g/cm3 ). 3

) sedangkan sisanya

1 Sengon 0.34 12.54 2 Suren 0.47 17,18 3 Sengon buto 0.49 13,49 4 Mindi 0.53 14.62 5 Tata 0.46 12.01 6 Mahoni 0.57 16.79 7 Karet 0.61 11.46 8 Tusam 0.57 17.30 9 Mangium 0.58 14.64 10 Jabon 0.55 16.00

Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jak arta, 19 November 2009

Berdasarkan Tabel 2 tersebut terlihat bahwa kerapatan rata-rata kayu dari hutan tanaman berkisar antara 0.34-0.61 gr/cm pada Gambar 1.(g/cm3

3

dengan rata-rata 0.517 gr/cm

3

.

Sengon mempunyai kerapatan terendah sedangkan tertinggi karet seperti tampak)

Nilai rata-rata sifat mekanis kayu yang diteliti pada keadaan kering udara disajikan pada Tabel 3 di bawah ini. Pada tabel tersebut terlihat bahwa pada umumnya kayu berdiameter kecil yang diteliti baik yang berasal dari hutan tanaman (HTI) maupun dari tanaman rakyat tergolong kelas kuat III-V, hanya karet dan tata tergolong kelas kuat II-III (PKKI-1961). Hubungan antara kerapatan dengan nilai MOE dan MOR menunjukkan MOR= 985,52 x kerapatan + 15,916, (R = 0,2104). Hal ini menunjukkan bahwa kerapatan tidak dapat menjadi penduga terbaik untuk menduga kekuatan kayu yang diteliti. Hubungan MOE dengan MOR dari kayu yang diteliti adalah MOR = 0,006 x MOE + 142,74, (R2=0,6136), menunjukkan bahwa nilai E (MOE) dapat digunakan untuk menduga kekuatan kayu. Seperti dikem ukakan oleh Surjokusumo (1982), bahwa pemilahan kayu dapat dilakukan dengan cara mengukur nilai E tanpa merusak kayu.

1 Sengon 45505.67 319.92 165.18 2 Suren 56922.77 484.82 252.79 3 Sengon buto 44775.80 427.25 302.50 4 Mindi 57919.18 533.04 255.38 5 Tata 116510.00 708.19 359.44

Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jakarta, 19 November 2009

6 Mahoni 62796.19 651.78 375.78 7 Karet 83587.20 824.40 421.80 8 Tus am 54718.38 503.08 322.21 9 Mangium 70225.54 541.09 307.10 10 Jabon 43850.00 260.75 189.98

Pada Tabel 4 tercantum kelas kuat, kelas mutu serta tegangan ijin dari sepuluh jenis kayu yang diuji. Dari kesepuluh kayu yang diuji, maka kayu mahoni, karet dan tusam dapat dipertimbangkan untuk keperluan konstruksi. Kayu dengan kelas kuat IV-V atau mutu E10 umumnya digunakan untuk keperluan non struktural seperti panel, partisi dinding dan daun pintu/jendela. Sedangkan kelas kuat III atau mutu E11 dapat dipertimbangkan untuk keperluan struktural tetapi tidak untuk beban berat seperti kuda-kuda dengan bentang besar. Untuk kayu bangunan, selain kuat, maka faktor ketahanan terhadap serangan organism e perusak kayu (keawetan) juga diperlukan. Tabel 4 menunjukkan bahwa kayu yang berasal dari hutan tanaman yang umumnya berumur muda, pada umumnya tergolong kayu yang kurang awet. Untuk penggunaan di lapangan, kayu dengan kelas awet IV dan V harus diawetkan terlebih dahulu agar umur pakainya lebih panjang.

1 Sengon IV-V E10 45505.67 152 79 IV-V 2 Suren IV E10 56922.77 231 120 IV-V 3 Sengon buto III-IV E10 44775.80 203 144 V 4 Mindi III E10 57919.18 254 122 IV-V 5 Gmelina II-III E11 116510.00 337 171 III-IV 6 Mahoni II-III E11 62796.19 310 179 III 7 Karet III-II E11 83587.20 393 201 V 8 Pinus III-IV E1 54718.38 240 153 IV-V 9 Mangium III E10 70225.54 258 146 III 10 Jabon IV E10 43850.00 124 90 III-V

Keterangan:* : Kuat acuan berdasarkan pemilahan mekanis (Anonim, 2002 ** : Mengacu kepada SNI 01-7207-2006 (Anonim, 2006)

b

)

1. Berdasarkan klasifikasi kerapatan kayu sengon, sengon buto, suren, mindi dan tata tergolong kayu yang ringan (0.24-0.56 g/cm tergolong kelas sedang (0.56-0.72 g/cm dengan rata-rata 0.517 gr/cm tertinggi karet.3 3 3)

sedangkan sisanya3

).

2. Kerapatan rata-rata kayu dari hutan tanaman berkisar antara 0.34-0.61 gr/cm . Sengon mempunyai kerapatan terendah dan

Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jak arta, 19 November 2009

3. Kayu yang diteliti baik yang berasal dari hutan tanaman (HTI) maupun dari tanam an rakyat tergolong kelas kuat III-V, hanya karet dan gmelina tergolong kelas kuat II-III. 4. Berdasarkan kelas mutunya, kayu karet, tata dan tusam dapat dimanfaatkan untuk bahan bangunan struktural, sedangkan yang lain dapat dimanfaatkan untuk bahan bangunan non struktural.

1. Anonim. 1961. Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia. Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik. Jakarta 2. -------. 1999. Wood Handbook : Wood as an E ngineering Material. Forest Products Society 3. -------. 2002a

. Annual Book of ASTM Standards. American Society for

Testing and Materials, Philadelphia. Vol.04.10 4. -------. 2002b

. Tata cara perencanaan konstruksi kayu Indonesia (PKK I NI-5).

RSNI-3. Badan Standardisasi Nasional, Jakarta 5. -------. 2006. SNI 01-7207-2006.: Uji K etahanan kayu dan prodik kayu terhadap organisme perusak kayu. Badan Standardisasi Nasional, Jakarta 6. Berger. L.G. Den. 1923. Mechanische-technische eigenschappen van Indische Houtsorten. Tectona XIV : 358-36 7. Brown. H.P ., A.J.Panshin and C.C.Forsaith. 1952. Textbook of Wood Technology. Vol. II. Mc Graw-Hill Book Co., New York 8. Haygreen. J.G. and J.L. Bowyer. 1982. Forest Products and Wood Science. An introduction. Iowa State Univ. P ress, Iowa 9. Karnasudirdja. S., K. Sofyan dan R. Kusumodiwiryo, 1974. Pedoman Pengujian Sifat Fisik dan Mekanik Kayu. Publikasi K husus No.20. Lem baga Penelitian Hasil Hutan, Bogor 10. Martawijaya, A. 1990. Sifat dasar beberapa jenis kayu yang berasal dari hutan alam dan hutan tanaman. Proceedings Diskusi Hutan Tanaman Industri. Badan P enelitian dan Pengembangan Kehutanan. Departemen Kehutanan. Jakarta 11. Nurwati dan E. Basri. 1990. Sifat fisis, m ekanis dan pengeringan beberapa jenis kayu dari hutan tanaman. Proceedings Diskusi Hutan Tanaman Industri. Badan P enelitian dan Pengembangan Kehutanan. Departemen Kehutanan. Jakarta

Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jakarta, 19 November 2009

12. Oey.Djoen Seng, 1964. Berat Jenis Kayu-kayu Indonesia dan Pengertian dari Berat Kayu Untuk Keperluan Praktek. Pengumuman Lembaga Penelitian Hasil Hutan, No.1. Bogor 13. Tular, R.B. dan A . Idris. 1981. Sekilas mengenai Struktur Bangunan Kayu di Indonesia. Proceedings Lokakarya Standardisasi dan Normalisai Kayu Bangunan. Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor 14. Surjokusum o. S 1982. Perancangan mesin pemilah kayu bangunan Panter L2. Bulletin Penelitian Institut Pertanian Bogor 3(2)

Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jakarta, 19 November 2009

Mangium n 135 136 133 122 132 132 Rata2 70225,54 541,09 307,10 83,92 53,88 60,21 S 19908,59 179,31 87,08 30,97 16,38 17,48 Min 28534,51 155,81 26,48 14,78 23,36 0,60 Maks 116065,04 949,78 536,65 164,43 99,35 97,93 KK(%) 28,35 33,14 28,36 36,90 30,40 29,02 Pinus n 53 53 53 53 53 53 Rata2 54718,38 503,08 322,21 320,47 209,12 218,69 S 15917,45 104,48 69,60 79,42 70,53 70,54 Min 22729,79 335,31 211,88 200,50 101,50 100,50 Maks 85198,33 752,50 461,00 538,50 411,00 426,50 KK(%) 29,09 20,77 21,60 24,78 33,72 32,26 Mahoni n 16 16 16 - 16 16 Rata2 62796.19 651.778 375.78 - 86.169 102.333 S 16858.78 43.387 43.378 - 14.332 21.613 Min 6632.13 280.94 280.94 - 64.529 79.527 Maks 80306.10 431.04 274.85 - 121.831 148.746 KK,% 26.85 11.55 23.124 - 16.633 21.12 Karet n 28 28 28 28 28 28 Rata2 83587.2 824.4 421.8 179.50 108.84 110.5 S 12260.8 146.4 36.15 20.23 14.332 18.04 Min 14.6682 17.76 8.57 126.88 13.168 16.33 Maks 59801.8 453.7 336.6 204.42 88.782 63.93 KK,% 107452 1165 495.4 11.27 137.71 139.6 Tata n 15 15 15 15 15 15 Rata2 116.51 708.19 359.44 125.85 151.02 90.86 s 22.81 104.11 44.48 36.08 43.29 9.99 Min 69.03 506.16 306.49 75.74 90.89 64.73 Maks 158.64 916.39 443.96 187.01 224.41 102.19 KK,% 19.58 14.70 12.37 28.67 28.67 10.99 Sengon n 14 14 14 6 14 14 Rata2 40505.67 319.92 165.18 177,18 40.90 25.53 s 17381.92 109.04 40.37 8,64 9.75 7.08 Min 21185.38 176.40 124.64 166,32 26.82 13.64 Maks 89615.37 609.40 251.56 189,96 57.15 40.01 KK,% 42.91 34.08 24.44 4,87 23.83 27.75 Suren

Prosiding PPI Standardisasi 2009 - Jak arta, 19 November 2009

n 19 19 19 19 19 19 Rata2 56922.77 454.82 252.79 74.69 50.34 67.34 S 9056.20 60.849 31.673 12.238 8.276 8.21 Min 37654.58 304.74 182.54 51.18 36.54 50.24 Maks 68952.92 548.22 304.96 96.21 62.53 82.26 KK,% 15.91 13.379 12.53 16.39 16.44 12.20 Sengon buto n 35 35 35 35 35 35 Rata2 44775.80 427.25 302.50 94.55 53.31 59.22 S 14445.56 117.75 84.11 15.54 11.00 8.143 Min 17207.95 153.76 152.78 66.99 27.71 42.44 Maks 74803.53 623.14 424.46 130.53 77.41 82.54 KK,% 32.26 27.56 27.80 16.43 20.64 13.75 Mindi n 12 12 12 9 12 12 Rata2 57919.18 533.04 255.38 87.986 84.32 82.66 S 11832.63 103.81 27.26 64.662 14.83 15.21 Min 42473.84 304.11 210.83 115.39 66.68 59.78 Maks 83530.30 666.53 300.53 16.037 123.73 108.33 KK,% 20.43 19.48 10.67 18.227 10.67 17.59 Jabon n 12 12 12 12 12 12 Rata2 43.850 260,75 189,98 50,65 57,21 43,85 S 11.390 50,53 39,98 8,79 7,05 11,39 Min 32.960 196,63 131,25 39,30 43,11 32,96 Maks 63.420 351,42 258,20 67,56 69,24 63,42 KK,% 25.970 19,38 21,05 17,36 12,31 25,97

Keterangan: n = jumlah contoh uji S = sim pangan baku KK = koefisien keragaman R = radial T = tangensial