Posted in
MUTU BEBERAPA JENIS KAYU TANAMAN UNTUK BAHAN BANGUNAN BERDASARKAN SIFAT MEKANISNYA
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, kuda- kuda, tiang, anak tangga dan rangka perabot rumah tangga.
Dua istilah dasar yang digunakan dalam mekanika, 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 ASTM D 245 adalah (contoh untuk MOR):
Fb = MORrata2 – 1,645 s x FKA x FSR x FS
FDL
Keterangan :
S = simpangan baku MOR (ASTM D 2555-98) MOR = tegangan lentur maksimum
1,645 s = merupakan batas luar 95% yang lebih rendah (5% exclusion limit) FDL = faktor lama pembebanan
FKA = faktor kadar air
FSR = nisbah kekuatan untuk memperhitungkan cacat kayu
FS = faktor koreksi untuk kedalaman gelagar
BAHAN DAN METODE
Bahan
Jenis kayu yang diteliti tertera pada Tabel 1. Kayu tersebut berasal dari hutan tanaman (Hutan Tanaman Industri/HTI, dalam hal ini Perum Perhutani Unit III dan tanaman 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.
Jenis Kayu yang Diteliti
No. Nama Lokal Nama Botanis Suku
1 Sengon (Paraserianthes falcataria Mimosaceae)
2 Suren (Toona sureni Meliaceae)
3 Sengon buto (Enterolobium cyclocarpum Mimosaceae)
4 Mindi (Melia azedarach Meliaceae)
5 Tata (Gmelina arborea Verbenaceae)
6 Mahoni (Swietenia macrophylla Meliaceae)
7 Karet (Hevea brasiliensis Euphorbiaceae)
8 Tusam (Pinus merkusii Pinaceae)
9 Mangium (Acacia mangium Mimosaceae)
10 Jabon (Anthocephalus cadamba Rubiaceae)
Alat
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.
Metode
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 DAN PEMBAHASAN
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/cm3) sedangkan sisanya tergolong kelas sedang (0.56-0.72 g/cm3).
Data Kadar Air dan Kerapatan Kayu yang Diteliti
No Jenis Kayu Kerapatan (gr/cm3) Kadar Air (%)
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
Berdasarkan data tersebut terlihat bahwa kerapatan rata-rata kayu dari hutan tanaman berkisar antara 0.34-0.61 gr/cm3 dengan rata-rata 0.517 gr/cm3. Sengon mempunyai kerapatan terendah sedangkan tertinggi karet..
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, (R² = 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 dikemukakan oleh Surjokusumo (1982), bahwa pemilahan kayu dapat dilakukan dengan cara mengukur nilai E tanpa merusak kayu
By (Abdurachman1, Nurwati Hadjib)
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, kuda- kuda, tiang, anak tangga dan rangka perabot rumah tangga.
Dua istilah dasar yang digunakan dalam mekanika, 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 ASTM D 245 adalah (contoh untuk MOR):
Fb = MORrata2 – 1,645 s x FKA x FSR x FS
FDL
Keterangan :
S = simpangan baku MOR (ASTM D 2555-98) MOR = tegangan lentur maksimum
1,645 s = merupakan batas luar 95% yang lebih rendah (5% exclusion limit) FDL = faktor lama pembebanan
FKA = faktor kadar air
FSR = nisbah kekuatan untuk memperhitungkan cacat kayu
FS = faktor koreksi untuk kedalaman gelagar
BAHAN DAN METODE
Bahan
Jenis kayu yang diteliti tertera pada Tabel 1. Kayu tersebut berasal dari hutan tanaman (Hutan Tanaman Industri/HTI, dalam hal ini Perum Perhutani Unit III dan tanaman 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.
Jenis Kayu yang Diteliti
No. Nama Lokal Nama Botanis Suku
1 Sengon (Paraserianthes falcataria Mimosaceae)
2 Suren (Toona sureni Meliaceae)
3 Sengon buto (Enterolobium cyclocarpum Mimosaceae)
4 Mindi (Melia azedarach Meliaceae)
5 Tata (Gmelina arborea Verbenaceae)
6 Mahoni (Swietenia macrophylla Meliaceae)
7 Karet (Hevea brasiliensis Euphorbiaceae)
8 Tusam (Pinus merkusii Pinaceae)
9 Mangium (Acacia mangium Mimosaceae)
10 Jabon (Anthocephalus cadamba Rubiaceae)
Alat
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.
Metode
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 DAN PEMBAHASAN
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/cm3) sedangkan sisanya tergolong kelas sedang (0.56-0.72 g/cm3).
Data Kadar Air dan Kerapatan Kayu yang Diteliti
No Jenis Kayu Kerapatan (gr/cm3) Kadar Air (%)
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
Berdasarkan data tersebut terlihat bahwa kerapatan rata-rata kayu dari hutan tanaman berkisar antara 0.34-0.61 gr/cm3 dengan rata-rata 0.517 gr/cm3. Sengon mempunyai kerapatan terendah sedangkan tertinggi karet..
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, (R² = 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 dikemukakan oleh Surjokusumo (1982), bahwa pemilahan kayu dapat dilakukan dengan cara mengukur nilai E tanpa merusak kayu
By (Abdurachman1, Nurwati Hadjib)
