Perbandingan yang menyolok tampak pada kelas mutu kuat geser sejajar serat, dimana menurut format conversion Tabel 29 menghasilkan kelas mutu E26, sementara
dengan data yang sama melalui realibility normalization Tabel 30 memperoleh kelas mutu E10. Perbedaan ini disebabkan rentang nilai kuat geser sejajar serat pada R-
SNI2002 sangat dekat, yakni hanya dari 4,3 – 6,6 MPa 43,85 – 67,30 kgfcm
2
Gambar 19 berikut menunjukkan sebaran nilai kekuatan geser sejajar serat dalam dua jenis distribusi yaitu normal dan Weibull. Gambar 19a. menunjukkan semua data
pengamatan tampak berimpit baik dengan distribusi normal maupun Weibull, namun pada Gambar 19b. dimana titik pengamatan diambil hanya 5 tampak bahwa titik
pengamatan lebih dekat dengan distribusi Weibullnya dibandingkan dengan distribusi normal.
atau berselisih hanya 2,3 MPa. Disamping itu, perbedaan utama adalah bahwa sebaran nilai
pada format conversion adalah sebaran normal, sementara pada realibility normalization adalah sebaran Weibull.
Gambar 19a. Gambar 19b. Gambar 19. Pengepasan Distribusi Kekuatan Geser Sejajar Serat Amatan dengan Distribusi
Normal dan Weibull pada Semua Data Gambar 19a. dan pada 5 Data Gambar 19b.
Hal tersebut membuktikan bahwa LRFD dengan realibility normalization lebih dipercaya datanya dibandingkan dengan format conversion karena distribusi data lebih
dekat dengan realibility normalization yang menggunakan distribusi Weibull. Dengan kedua metoda ASD dan LRFD membuktikan bahwa data CKBC
mangium yang diteliti memberikan keunggulan nilai kuat lentur, tarik dan tekan sejajar serat, namun sebaliknya mangium memiliki kelemahan pada kuat geser versi prosedur
realibility normalization dan tekan tegaklurus serat.
Tabel 31. Mutu Kayu Balok Mangium Melalui ASD ke LRFD Format Conversion dan LRFD Realibility Normalization
Format Conversion
Realibility Normalization
Sumber Data MoE
Kode Mutu Fb
Sumber Data Fb
Rataan kgfcm
2
51.780 E10
- -
Kuat Acuan E10 RSNI kgcm
2
180 180
Rataan MoR kgfcm
2
448,57 Rataan MoR kgfcm
2
448,57 R0.05 kgfcm
2
319,62 Shape α
6,03 Adjusment Factor
0,43 Scale η, kgfcm
2
482,66 Size Factor
1 Rp kgfcm
2
294,89 Tegangan Ijinkgfcm
2
138,97 Covariance
CV 19,15
KF 2,54
Ω 0,89
Rn kgfcm
2
353,14 KR 1,19
Mutu E16 Rn kgfcm
2
311,01 Mutu
E14
Ket.: Fb = Kuat lentur, KF = Format Conversion Factor, Rn = Reference Resistance , α = Weibull shape parameter, η =
Weibull scale parameter , Rp = Distribution percentile estimate, CVw = Coefficient of Variation
, Ω = Data confidence factor
, KR = 5 Based Rn factor, = Data menurut R-SNI2002.
Tabel 31 berikut memberikan gambaran kode mutu balok mangium yang dihitung berdasar nilai kuat lentur melalui format conversion dari ASD ke LRFD maupun
langsung dengan metoda LRFD. Hasil keduanya adalah kode mutu E16 dan E14 masing- masing untuk format conversion ASD ke LRFD dan realibility normalization langsung
dengan LRFD. Kode mutu ini masih jauh diatas kode mutu balok mangium berdasar rataan MoE yang hanya berada pada kelas kode mutu E10. Sekali lagi metoda ini
membuktikan bahwa balok mangium umur 17 tahun memiliki kelebihan pada sifat kuat lenturnya, yang dalam RSNI 2002 kode mutu E10 hanya menunjukkan nilai 18 MPa.
Data berdasar Tabel 31 diatas bisa diartikan bahwa balok mangium 17 tahun memiliki kekuatan yang tinggi namun keuletannya rendah.
Tabel 32. Mutu Kayu Mangium Ditinjau dari Data MoE CKBC dan Balok Melalui Pengujian NDT Dinamis dan NDT Panter MPK5 pada RSNI 2002
No Sumber data
Nilai MoE A
NDT Dinamis Minx10
3
Maxx10
3
Rataanx10
3
SD CV
1 CKBC
142,5 279,5
205,1 25,355
12,36 Kode Mutu
E15 E26
E21 2
Balok 87,8
166,8 140,7
14,566 10,36
Kode Mutu E10
E17 E15
B NDT Panter
Minx10
3
Maxx10
3
Rataanx10
3
SD CV
Balok 127,6
175,2 146,8
10,200 6,95
Kode Mutu E13
E18 E15
Berbeda dengan hasil kode mutu sebelumnya, meski sama-sama menghasilkan nilai MoE, Tabel 32 menghasilkan nilai kode mutu yang posisinya lebih tinggi dibanding
kode mutu yang diperoleh melalui metoda ASD dan LRFD bagi data CKBC dan balok. Kode mutu mangium dengan NDT dinamis Sylva-test Duo
®
Pemanfaatan data MoE dari pengujian NDT baik CKBC maupun balok memang memerlukan faktor konversi sehingga kode mutu yang dihasilkan sesuai dengan yang
diharapkan. Namun demikian, penyusunan faktor koreksi NDT dinamis tersebut memerlukan kecermatan dan jumlah data yang cukup sehingga sampai saat ini belum
dapat diketahui misalnya faktor konversi nilai MoE CKBC NDT Sylvatest-Duo menghasilkan kode mutu
E21 dan E15 untuk CKBC dan balok, sementara dengan pemilahan masinal menggunakan Panter MPK5 menghasilkan kode mutu E15.
®
6. Kelas Kualita Kayu Mangium Berdasar PKKI 1961 dan RSNI 2002
ke MoE balok kayu mangium, sehingga hasil kelas mutu terkoreksi belum dapat
dipaparkan. Demikian pula pemanfaatan data MoE dari hasil pemilahan masinal menggunakan Panter MPK5 juga memerlukan koreksi sebesar 11,15 mengingat
pengujian Panter menerapkan posisi flatwise sementara pengujian MoR balok biasa dilakukan edgewise NDS, 2005.
Berdasarkan PKKI 1961, dapat ditentukan mutu kayu, kelas kuat, tegangan ijin dan modulus kenyal bagi mangium umur 17 tersebut sebagaimana Tabel 33 berikut.
Tabel 33. Kelas Kuat Kayu Mangium Hasil Penelitian Berdasar PKKI 1961
A. Mutu Kayu, Berdasar Bab II Pasal 3 PKKI 1961 Mutu kayu
A B
Jumlah Jumlah pcs
22 8
30 Jumlah
73 27
100 B. Kelas Kuat, Berdasar Lampiran 2 PKKI 1961
BJ = 0,52, kelas kuat III C. Tegangan Ijin, Berdasar Daftar II PKKI 1961
No. Sifat Kayu Nilai rataan kgfcm
2
g = 0,52 Mutu A Mutu B 1. Kuat lentur 170g
89,04 66,78
2. Tekan sejajar serat 150g 78,56
58,92 3. Tekan tegak lurus serat 40g
20,95 15,71
4. Kuat geser 20g 10,48
7,86 D. Modulus kenyal E, Berdasar Daftar I PKKI 1961: 80.000 kgfcm
2
Ket.: Tegangan Ijin Mutu B = 0,75 x Mutu A. Pemilahan kayu sesuai PKKI 1961 hingga diperoleh rincian mutu tiap balok tercantum pada Lampiran 20.
Tabel 33 di atas menunjukkan bahwa 73 balok yang digunakan sebagai contoh uji merupakan kayu dengan mutu A berdasar pemilahan visual sesuai PKKI 1961.
Selanjutnya kayu mangium tersebut berada pada kisaran kelas kuat III untuk pengkelasan
berdasar berat jenis, dan dengan format perkalian terhadap berat jenisnya, tegangan ijin mangium dapat diperoleh baik dalam kelompok mutu A maupun mutu B.
Banyak faktor yang menyebabkan sifat kayu bervariasi sehingga menyebabkan kelas kuatnya juga beragam. Mata kayu, sebagai salah satu contoh, merupakan cacat yang
bersifat alami bagi jenis mangium yang hingga kini perlu penanganan serius kalau ingin diperoleh kayu dengan kelas yang lebih baik.
Dengan demikian teknik budidaya tanaman mangium seperti pencegahan putusnya akar pada proses penanaman, perlakuan penjarangan saat pohon muda dan
sebagainya merupakan beberapa contoh menghindari cacat alami ini. Hal tersebut perlu dilakukan karena meskipun tanaman ini tergolong monopodial karena mampu melakukan
self pruning gugur cabang di saat umur muda, pada kondisi tanaman yang padat maka
bantuan pemangkasan tetap harus dilakukan. Sesuai dengan kebutuhan sifat mekanisnya, mangium 17 tahun bisa digunakan
untuk kayu struktural karena berada pada kelas yang cukup baik. Sesuai dengan Tabel 33 di atas, kelas kuat mangium berdasar tegangan yang diperkenankan, termasuk dalam
kelas kuat III. Dengan posisinya pada kelas kuat III tersebut maka jenis ini sekelas dengan mersawa, merawan, perupuk, sintuk, mahoni, medang, sungkai dan bungur.
Dengan proses rekayasa kayu engineered wood maka mangium dari hutan tanaman umur 17 tahun mampu menggantikan kayu hutan alam yang memerlukan waktu puluhan
tahun untuk memperoleh hasil yang sama. Dengan demikian tidak perlu ada keraguan bagi perencana bangunan untuk menempatkan mangium sebagai substitut terhadap
beberapa jenis umum yang selama ini dikenal.
Tabel 34. Kode Mutu Mangium Berdasar Kuat Acuan Sesuai RSNI 2002. Parameter
E F
w
F
b
F
t
F
c
F
v c
┴
Nilai hasil penelitian MPa 10.604
88,5 134,80
39,64 11,12
9,21 Kelas Mutu berdasar E
w
E11 -
- -
- -
Nilai referensi RSNI-2002 E11MPa -
20 19
25 4,5
10 Pemutuan CKBC ASD ke LRFD
-
E24 E26
E13 E26
E10
Pemutuan CKBC LRFD -
E24 E25
E14 E10
E10
Pemutuan balok ASD ke LRFD E16
- -
- -
- Pemutuan Balok LRFD
E14 -
- -
- -
Ket.: Ew = modulus elastisitas lentur,
Fb = Kuat lentur, Ft = Kuat tarik serat, Fc = Kuat tekan serat, Fv = Kuat geser serat, Fc
˔
= Kuat tekan tegaklurus serat.
Pengkelasan mutu kayu di Indonesia terkini adalah menggunakan Rancangan Standar Nasional Indonesia R-SNI, 2002 yang merupakan revisi NI-5 PKKI 1961.
Dalam standar tersebut nilai desain disebut kuat acuan dan setiap kelas mutu diberi kode mutu yang berjenjang sesuai dengan nilai beberapa sifat mekanis yang dimilikinya.
Untuk kayu mangium yang diteliti, kode mutu yang sesuai dengan sifat mekanis mangium tersebut adalah sebagaimana Tabel 34 di atas. Tabel tersebut menunjukkan
bahwa mangium 17 tahun yang ditetiliti memiliki kode mutu kuat acuan E-11 yang didasarkan pada nilai modulus elastisitasnya. Nilai kuat acuan E-11 ini sesuai pula
dengan hasil penelitian Sulistyawati 2009 yang memperoleh nilai E10-E12. Meski demikian, dari hasil sifat mekanis selain modulus elastisitas, tampak bahwa mangium
yang diteliti memiliki nilai kuat lentur, tarik, tekan sejajar serat dan geser yang berada jauh di atas kuat acuannya, kecuali pada kuat tekan tegaklurus serat. Hal ini merupakan
kelebihan dari mangium ini, sehingga dalam suatu penyusunan perencanaan, terdapat 3 nilai mangium nilai kuat lentur, kuat tarik dan tekan sejajar serat yang dapat
dibanggakan karena berada di atas nilai kuat acuannya. Dalam Tabel 34 diatas juga ditunjukkan rangkuman kode mutu mangium
menurut kode mutu kuat acuan RSNI 2002 berdasarkan pemutuan CKBC dan balok atas nilai sifat mekanis selain modulus elastisitas mengikuti metoda ASD yang di LRFD-kan
format conversion, dan mengikuti metoda LRFD realibility normalization. Hasilnya adalah kode mutu E24 berdasar nilai kuat lentur dan E25 - E26 berdasar nilai tarik
sejajar serat, kode mutu E13-E14 berdasar sifat kekuatan tekan sejajar serat dan kode mutu E10 untuk tekan tegaklurus serat. Nilai geser sejajar serat menghasilkan kode
mutu dengan rentang yang sangat jauh berdasar kedua format, hal ini disebabkan penggunaan model sebaran yang berbeda pada kedua format yang digunakan.
Sementara itu, pemutuan atas dasar nilai modulus elastisitas lentur menghasilkan E14 dan E16 bila dihitung atas nilai elatisitas lentur balok berdasar prosedur realibility
normalization dan format conversion.
