Studi Hubungan Sifat Kekakuan Bahan dan Kekuatan Lentur Balok Laminasi Kayu Damar (Agathis loranthifolia Salisb.) Pada Berbagai Ketebalan Lamina
SYARDF NUGRAHA (E02495024). Studi Hubungan Sifat Kekakuan Bahan dan Kekuatan
Lentur Balok Laminasi Kayu Damar (Agafliis loraniliifolia Salisb.) Pada Berbagai Ketebalan
Lamina. Dibawah bimbingan Prof. 11: H. M. Surjono Sorjokusumo, MSF. Ph.D selakn dosen
pembill~bingI dan Ir. Sucal~yoSadiyo, MS selaku dosen pelnbimbing 11.
Glued Lamiriafed Timber (glulau~)atau balok laminasi, mempakai~salab satu produk kayu
kolnposit berbahan baku kayu solid, yaitu suatu batang lurus atau melengkung, mempakan balok kayt
buatan, yang dipakai seba9i kon~ponenstruktur bangunan, terbuat dari bahan kayu yang lebih kecil
atau lebih tipis (landna) yang dilekatkan satu sanla lain dengan ballan perekat (glue), selungga
membentuk balok bam yang bemkural~jauh lebih besar, dengan arah serat setiap lapisan (lamina)
dibuat sejajar atau han~pirsejajar dengall sumbu balok lal~~inasi
yang tejadi. Balok lamii~asiulnumilya
digunakan pada ballgunan yang memerlukan konstmksi kayu berbentang lebar seperti gedung
olahraga, hanggar pesawat terbang, jen~batat~,
pabrik ataupun hall. Pembuatan balok laminasi
didasarkall pada kekakuan papan-papan lamina peuyusunnya, dimana lamina pada bagian atashawah
mempunyai kekakuan yang tin& dan makin kedalam makin mengecil, sellingga kayu dengan kualitas
yailg rendah tetap dapat digunakau. Oleb karena itu melalui teknologi laminasi diharapkan &pat
tneningkatkan efisiensi dan optimalisasi pemanfaatan kayu terutama kayu berkualitas rendah.
Kayu damar (Agatliis loratifhijolia Salisb.)jadi altematifbahan baku dalam penelitian ini dengall
pertimbangan bahwa k a y ~ini cukup h a t dengan kelas h a t 111 dan mempunyai berat yang ringan.
Disarnpitlg itu kayu damar ini c u h p mempu~~yai
prospek yang baik sebagai bahan baku kayu
kollst~ksi.
Tujuan utama dalan~penelitian ini adalah mengetahui lebih lanjut llubungan antara kekuatan
lentur (MOR) balok lan~inasidengan kekaknan bahannya WOE) sebagai ballan baku konstruksi.
Sebagai produk afarn, kayu sulit terhindar dari adanya cacat. Oleh karena itu risalah cacat perlu
dilakukan untuk menghindari terjadinya penyrangan kualita akibat adanya cacat. Cacat-cacat
dominan yang terkandung pada papan-papan lamina kayu damar adalah men~untir (87,04%),
membusur (72,22%), saluran damar (53,70%), mata kayu (48,15%), dan melengkung (46,30%).
Diantara cacat-cacat tersebut, cacat yang mempunyai pengaml~c u h p besar terl~adapkekuatan lentur
balok laminasi adalah mata kayu. Sehingg melalui perlakuan laminasi, diharapkan mata kayu dapat
didistribusikan secara nlerata sehingga dapat mengi~asilkanbalok yang memiliki kekuatan lebih baik.
Papan-papan lamina kayu agatis dalam pembuatan balok laminasi ini mempunyai sebaran nilai
MOEP dengan kisaran antara 82054 kg/cm2 hingga 125968 kg/cm2, termasuk kedalam kelas mutu
Panter TS 7, TS 10, dan TS 12. Penyebaran MOE pada setiap penampang balok laminasi dibuat merata
agar diperoleh balok-balok dengan kekuatan yang relatif homogen.
Kadar air lamina-lamina penyusun balok laminasi cukup beragam dengan simpangan baku 1,66
berkisar antara 11,46% hingga 17,44% (rata-rata 14,38%). Walauputl terdapat keragaman kadar air
didala~nsetiap balok larninasi selisih kadar air antar lamina tidaktelebihi 5%. Dan melalui perlakuan
laminasi tejadi penit~gkatat~
kadar air rata-rata balok lanunasi (l7,19%) dari kadar air rata-rata lamina
petlyusunnya. Namun hal tersebut tidak berlaku untuk berat jenis dan kerapatan, dimana berat jenis
rata-rata balok larnillasi sanla dengan berat jenis rata-rala lamina penyusunnya yaitu 0,37, dan
kerapatan rata-rata balok laminasi (0,44 gr/cm3) relatif sanla dengan kerapatan rata-rata lamina
penyusuntlya (0,43 gr/cm3).
Jenis perekat dan proses perekatan merupakan faktor penting didalam pembuatan balok laminasi
dan perlu mendapat perhatian yang lebih. Hasil penelitian ini metnperlihatkan b a h m pola kerusakan
balok laminasi utuurunya berupa geseran pada bidang rekatnya, hal ini diirenakan tidak setnpurtlanya
proses perekatan yang dilakukan dan kurang tepatnya penwmaan perekat yang dipilih (PVAc). Hasil
pet~gujian memperlihatkan ballwa keteguhan rekat balok laminasi (56,40 kg/cm2) lebih rendah
dibanding keteyl~angeser laminanya (59,04 kg/cm2). Disamping itu adanya cacat mata kayu pada
latnina rnerupakan titik perlemahan dari balok laminasi terutalna pada zona tariknya.
Balok-balok laminasi kayu damar dalam penilitian ini unrumnya (8 dari 12 balok laminasi)
t~letnpunyaikelas muhl struktural TS 12 dan sisanya TS 10. Berdasar pada hasil tersebut, balok
lanlinasi umunlnya nlempunyai nilai mntu struktural yang lebih baik dibandingkan dengan balok kayu
solidrlya yang seluruhnya (3 balok) mempunyai kelas mutu TS 10, sehingga balok laminasi kayn
damat iru dapat diaplikasikan pada suatu struktur konstruksi dengan baik selayaknya balok kayu
solidnya.
Perlakuan laminasi tidak memberikan pengamh yang signifikan terhadap keknatan lentur balok
lanlinasi namun cukup betpengaruh nyata terhadap kekakuan bahannya pada tingkat kepercayaan 95%.
Sedangkan pedakuan petbedaan ketebalan lamina balok lanunasi tidak memberikan pengaruh yang
nyata baik terhadap kekuatan lentur maupun terhadap kekakuan bahannya, kecuali terhadap MOEB
berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95%. Hasil ini menunjukkan baliwa perlakuan laminasi
danjuga perbedaan ketebalan lamina tidak selamanya dapat memberikan peningkatan kekuatan lentur
balok laminasi dibanding dengan balok solid pada dimensi yang sama. Hal ini dikarenakan kekuatan
balok laminasi sangat ditnnjang oleh beberapa faktor penting seperti knalitas papan-papan lamina
(khususnya kandungan cacat dan kekakuan) dan juga knalitas perekat dan proses perekatannya.
Sehingga berdasarkan lmil penefitian ini, balok laminasi kayu damat nlempunyai keknatan yang
relatif sama dengan balok kayu solidnya, namun balok laminasi mempunyai kelebihan dari balok kayu
solidnya dimana balok laminasi dibuat dari kayu-kayu yang sebagian berknalitas rendah, balok
laninasi mempunyai nilai estetika tersendiri, dan balok laminasi dapat dibuat dalam uknran di~nensi
yang jauh lebih besat dari kayu solid yang dapat diperoleh dari hutan, serta metalui teknologi laminasi
ini efisiensi dan optimalisasi pemanfaatan kayu terutama kayu-kayu berkualitas rendah &pat
terealisasikan
Deflektometer Panter dengan segala kekasaran dan kekurangaunya tuatnpu tnenduga dengan baik
kekuatan letltur balok laminasi (MORB) melalui penenman nilai kekakuan bahannya baik pada posisi
t e a (MOEP-1) ataupun tidur (MOEP-2). Kareua MOEP mempunyai hubungan yaug cukup linier
d e n y n MORB (R2MoEF.l.MORB = 83.68% dan R2Mo~.2.
MOW = 72,89%). Nilai-nilai MOEP iui juga
metnpunyai hubungan yang cukup linier dengan nilai-nilai kekakuan ballan deflektometer standar
@'MOEP.I
- hq=l=
42,85% dan R2MOEF.2
-MO%.2
= 61,10%).
~ehinggamesin Panter &pat digunakan
sebagai tnesin penyji kekuatan kayu dengan baik (setelah dikalibrasi terlebih dahulu sebelum
pemakaian), baik ulmk kayu solid maupun nntuk balok laminasi, karena mempunyai korelasi yaug
cukup till&
dengan alat standar sehingq ketelitiannya dalam menduga kekuatan kayu dapat
disamakan dengan dat standar.
Nilai MOE efektibalok laminasi yang didasarkan pada teori perhitungan kekakuan bahan lanuna
penyusunllya lebih linier hubungannya atau lebih meudekati dengan penyjian kekakuan bahan balok
laminasi pada pola pembebanan cenfrepoint loading posisi tegak dengan koefisien detenninasi yang
cukup tin& (R2Momml.
=
74,05% dan R2MoESl. MOM = 70,21%). Nanlun MOEeff hasil
perhitungan teori ini tidak dapat digunakan untuk menduga kekuatan lentur balok la~ninasi
(R~~OM-MORS
= 14,62%).
Sifat fisik balok laminasi (kerapatan dan berat jenis) tidak cukup baik untuk menduga kekuatan
lentur balok laminasinya @2Kq.w.MoRD = 43,06% dan R ~ D ~ + 9,85%)
- ~ ~dibandingkan
~ =
nilainilai kekakuan bahannya terutama kekakuan bahan deflektometer standar dan deflektometer Panter,
ha1 ini diirenakan sifat-sifat fisik kayu umumnya tidak cukup peka terhadap adanya cacat-cacatyang
terkandung pada kayunya.
Lentur Balok Laminasi Kayu Damar (Agafliis loraniliifolia Salisb.) Pada Berbagai Ketebalan
Lamina. Dibawah bimbingan Prof. 11: H. M. Surjono Sorjokusumo, MSF. Ph.D selakn dosen
pembill~bingI dan Ir. Sucal~yoSadiyo, MS selaku dosen pelnbimbing 11.
Glued Lamiriafed Timber (glulau~)atau balok laminasi, mempakai~salab satu produk kayu
kolnposit berbahan baku kayu solid, yaitu suatu batang lurus atau melengkung, mempakan balok kayt
buatan, yang dipakai seba9i kon~ponenstruktur bangunan, terbuat dari bahan kayu yang lebih kecil
atau lebih tipis (landna) yang dilekatkan satu sanla lain dengan ballan perekat (glue), selungga
membentuk balok bam yang bemkural~jauh lebih besar, dengan arah serat setiap lapisan (lamina)
dibuat sejajar atau han~pirsejajar dengall sumbu balok lal~~inasi
yang tejadi. Balok lamii~asiulnumilya
digunakan pada ballgunan yang memerlukan konstmksi kayu berbentang lebar seperti gedung
olahraga, hanggar pesawat terbang, jen~batat~,
pabrik ataupun hall. Pembuatan balok laminasi
didasarkall pada kekakuan papan-papan lamina peuyusunnya, dimana lamina pada bagian atashawah
mempunyai kekakuan yang tin& dan makin kedalam makin mengecil, sellingga kayu dengan kualitas
yailg rendah tetap dapat digunakau. Oleb karena itu melalui teknologi laminasi diharapkan &pat
tneningkatkan efisiensi dan optimalisasi pemanfaatan kayu terutama kayu berkualitas rendah.
Kayu damar (Agatliis loratifhijolia Salisb.)jadi altematifbahan baku dalam penelitian ini dengall
pertimbangan bahwa k a y ~ini cukup h a t dengan kelas h a t 111 dan mempunyai berat yang ringan.
Disarnpitlg itu kayu damar ini c u h p mempu~~yai
prospek yang baik sebagai bahan baku kayu
kollst~ksi.
Tujuan utama dalan~penelitian ini adalah mengetahui lebih lanjut llubungan antara kekuatan
lentur (MOR) balok lan~inasidengan kekaknan bahannya WOE) sebagai ballan baku konstruksi.
Sebagai produk afarn, kayu sulit terhindar dari adanya cacat. Oleh karena itu risalah cacat perlu
dilakukan untuk menghindari terjadinya penyrangan kualita akibat adanya cacat. Cacat-cacat
dominan yang terkandung pada papan-papan lamina kayu damar adalah men~untir (87,04%),
membusur (72,22%), saluran damar (53,70%), mata kayu (48,15%), dan melengkung (46,30%).
Diantara cacat-cacat tersebut, cacat yang mempunyai pengaml~c u h p besar terl~adapkekuatan lentur
balok laminasi adalah mata kayu. Sehingg melalui perlakuan laminasi, diharapkan mata kayu dapat
didistribusikan secara nlerata sehingga dapat mengi~asilkanbalok yang memiliki kekuatan lebih baik.
Papan-papan lamina kayu agatis dalam pembuatan balok laminasi ini mempunyai sebaran nilai
MOEP dengan kisaran antara 82054 kg/cm2 hingga 125968 kg/cm2, termasuk kedalam kelas mutu
Panter TS 7, TS 10, dan TS 12. Penyebaran MOE pada setiap penampang balok laminasi dibuat merata
agar diperoleh balok-balok dengan kekuatan yang relatif homogen.
Kadar air lamina-lamina penyusun balok laminasi cukup beragam dengan simpangan baku 1,66
berkisar antara 11,46% hingga 17,44% (rata-rata 14,38%). Walauputl terdapat keragaman kadar air
didala~nsetiap balok larninasi selisih kadar air antar lamina tidaktelebihi 5%. Dan melalui perlakuan
laminasi tejadi penit~gkatat~
kadar air rata-rata balok lanunasi (l7,19%) dari kadar air rata-rata lamina
petlyusunnya. Namun hal tersebut tidak berlaku untuk berat jenis dan kerapatan, dimana berat jenis
rata-rata balok larnillasi sanla dengan berat jenis rata-rala lamina penyusunnya yaitu 0,37, dan
kerapatan rata-rata balok laminasi (0,44 gr/cm3) relatif sanla dengan kerapatan rata-rata lamina
penyusuntlya (0,43 gr/cm3).
Jenis perekat dan proses perekatan merupakan faktor penting didalam pembuatan balok laminasi
dan perlu mendapat perhatian yang lebih. Hasil penelitian ini metnperlihatkan b a h m pola kerusakan
balok laminasi utuurunya berupa geseran pada bidang rekatnya, hal ini diirenakan tidak setnpurtlanya
proses perekatan yang dilakukan dan kurang tepatnya penwmaan perekat yang dipilih (PVAc). Hasil
pet~gujian memperlihatkan ballwa keteguhan rekat balok laminasi (56,40 kg/cm2) lebih rendah
dibanding keteyl~angeser laminanya (59,04 kg/cm2). Disamping itu adanya cacat mata kayu pada
latnina rnerupakan titik perlemahan dari balok laminasi terutalna pada zona tariknya.
Balok-balok laminasi kayu damar dalam penilitian ini unrumnya (8 dari 12 balok laminasi)
t~letnpunyaikelas muhl struktural TS 12 dan sisanya TS 10. Berdasar pada hasil tersebut, balok
lanlinasi umunlnya nlempunyai nilai mntu struktural yang lebih baik dibandingkan dengan balok kayu
solidrlya yang seluruhnya (3 balok) mempunyai kelas mutu TS 10, sehingga balok laminasi kayn
damat iru dapat diaplikasikan pada suatu struktur konstruksi dengan baik selayaknya balok kayu
solidnya.
Perlakuan laminasi tidak memberikan pengamh yang signifikan terhadap keknatan lentur balok
lanlinasi namun cukup betpengaruh nyata terhadap kekakuan bahannya pada tingkat kepercayaan 95%.
Sedangkan pedakuan petbedaan ketebalan lamina balok lanunasi tidak memberikan pengaruh yang
nyata baik terhadap kekuatan lentur maupun terhadap kekakuan bahannya, kecuali terhadap MOEB
berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95%. Hasil ini menunjukkan baliwa perlakuan laminasi
danjuga perbedaan ketebalan lamina tidak selamanya dapat memberikan peningkatan kekuatan lentur
balok laminasi dibanding dengan balok solid pada dimensi yang sama. Hal ini dikarenakan kekuatan
balok laminasi sangat ditnnjang oleh beberapa faktor penting seperti knalitas papan-papan lamina
(khususnya kandungan cacat dan kekakuan) dan juga knalitas perekat dan proses perekatannya.
Sehingga berdasarkan lmil penefitian ini, balok laminasi kayu damat nlempunyai keknatan yang
relatif sama dengan balok kayu solidnya, namun balok laminasi mempunyai kelebihan dari balok kayu
solidnya dimana balok laminasi dibuat dari kayu-kayu yang sebagian berknalitas rendah, balok
laninasi mempunyai nilai estetika tersendiri, dan balok laminasi dapat dibuat dalam uknran di~nensi
yang jauh lebih besat dari kayu solid yang dapat diperoleh dari hutan, serta metalui teknologi laminasi
ini efisiensi dan optimalisasi pemanfaatan kayu terutama kayu-kayu berkualitas rendah &pat
terealisasikan
Deflektometer Panter dengan segala kekasaran dan kekurangaunya tuatnpu tnenduga dengan baik
kekuatan letltur balok laminasi (MORB) melalui penenman nilai kekakuan bahannya baik pada posisi
t e a (MOEP-1) ataupun tidur (MOEP-2). Kareua MOEP mempunyai hubungan yaug cukup linier
d e n y n MORB (R2MoEF.l.MORB = 83.68% dan R2Mo~.2.
MOW = 72,89%). Nilai-nilai MOEP iui juga
metnpunyai hubungan yang cukup linier dengan nilai-nilai kekakuan ballan deflektometer standar
@'MOEP.I
- hq=l=
42,85% dan R2MOEF.2
-MO%.2
= 61,10%).
~ehinggamesin Panter &pat digunakan
sebagai tnesin penyji kekuatan kayu dengan baik (setelah dikalibrasi terlebih dahulu sebelum
pemakaian), baik ulmk kayu solid maupun nntuk balok laminasi, karena mempunyai korelasi yaug
cukup till&
dengan alat standar sehingq ketelitiannya dalam menduga kekuatan kayu dapat
disamakan dengan dat standar.
Nilai MOE efektibalok laminasi yang didasarkan pada teori perhitungan kekakuan bahan lanuna
penyusunllya lebih linier hubungannya atau lebih meudekati dengan penyjian kekakuan bahan balok
laminasi pada pola pembebanan cenfrepoint loading posisi tegak dengan koefisien detenninasi yang
cukup tin& (R2Momml.
=
74,05% dan R2MoESl. MOM = 70,21%). Nanlun MOEeff hasil
perhitungan teori ini tidak dapat digunakan untuk menduga kekuatan lentur balok la~ninasi
(R~~OM-MORS
= 14,62%).
Sifat fisik balok laminasi (kerapatan dan berat jenis) tidak cukup baik untuk menduga kekuatan
lentur balok laminasinya @2Kq.w.MoRD = 43,06% dan R ~ D ~ + 9,85%)
- ~ ~dibandingkan
~ =
nilainilai kekakuan bahannya terutama kekakuan bahan deflektometer standar dan deflektometer Panter,
ha1 ini diirenakan sifat-sifat fisik kayu umumnya tidak cukup peka terhadap adanya cacat-cacatyang
terkandung pada kayunya.