Characteristics of Cross Laminated Timber Made from Jabon Wood based on Lamina Thickness and Angle Orientation
KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED TIMBER
KAYU JABON BERDASARKAN KETEBALAN
DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA
RIANA ANGGRAINI
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Karakteristik Cross Laminated
Timber Kayu Jabon berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina adalah
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir tesis ini.
Bogor, Januari 2012
Riana Anggraini
NIM E251090041
ABSTRACT
RIANA ANGGRAINI. Characteristics of Cross Laminated Timber Made
from Jabon Wood based on Lamina Thickness and Angle Orientation.
Under direction of NARESWORO NUGROHO, SUCAHYO SADIYO, and
MUH. YUSRAM MASSIJAYA.
Along with the technological developments, a new method of
laminated timber has been found, called by cross laminated timber (CLT).
CLT is an engineered product of wood composed of some lamina or layers
bonded in an arrangement of layers crossing one another. The purpose of
this research was to design a panel of CLT by modifying the combined
patterns of different thickness and orientation angles of lamina in order to
have the highest strength values and determine the characteristics of CLT
panels as structural timber. The study results are expected to provide
alternative benefits or uses of wood from the community forests as a
product of CLT, give information to the people about the quality of CLT
panel from the community forest and increase the chance of timber
development from the community forests for structural wood products. The
thickness of lamina applied in the manufacture of CLT panels were 1.0,
1.67, 2.0 and 3.0 cm with the width of 15 cm and the length of 120 cm. CLT
panel was formed of three layers or lamina with the cross-sectional size of
5 cm x 15 cm x 120 cm based on the value of its MOE with three types of
combination in lamina thickness, namely type A 1 (1 cm, 3 cm, and 1 cm),
type A 2 (1 cm, 2 cm, and 1 cm), and type A3 (1.67 cm, 1.67 cm, and 1.67
cm). The middle layer was based on the orientation angles of lamina:
0°, 30°, 45°, 60°, and 90°. The adhesive used was water based polymer
isocyanate (WBPI) with the glue spreading of 280 g/m2 for both surfaces.
Testing was based on ASTM D 143 (2005) and JAS 234:2003 standard. The
result showed that the combined thickness of lamina had a significant effect
on the mechanical properties of MOE, MOR and compressive strength
parallel to fibers on CLT panels. The lamina orientation angles had a
significant effect on the physical properties of volume shrinkage and
expansion on CLT panels. On the other hand, as for the mechanical
properties, the angle orientation of lamina showed a significant effect on
MOE, MOR, compressive strength parallel to fibers, and the bonding
strength of CLT panels. The interaction between a combined thickness of
lamina and angle orientation only significantly influenced the compressive
strength parallel to fibers of CLT panels. Meanwhile, based on the scoring
of CLT panel, the combined thickness of lamina type A3 and the angle
orientation of 30o had the best properties. This is because the number of
connections on the angle orientation of 30o less than those of other angle
orientations. The resulted analysis of the whole or intact timber (control)
showed that in general CLT panels have better properties of volume
shrinkage and expansion than the intact original timber.
Key words: Cross laminated timber, jabon wood, physical and mechanical
properties, thickness and orientation angle lamina.
RINGKASAN
RIANA ANGGRAINI. Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon
berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina. Dibimbing oleh
NARESWORO NUGROHO, SUCAHYO SADIYO, dan MUH. YUSRAM
MASSIJAYA.
Perkembangan teknologi rekayasa kayu yang semakin canggih telah dapat
memodifikasi kayu dari hutan rakyat sebagai bahan struktural yang berkualitas.
Salah satu produk rekayasa kayu yang telah umum digunakan yaitu balok
laminasi. Balok laminasi merupakan struktur bukan kayu utuh (solid wood)
melainkan komponen laminasi yang dibuat melalui proses perekatan dengan arah
serat sejajar seluruh lapisannya. Seiring dengan perkembangan teknologi
ditemukan suatu metode laminasi kayu baru yaitu Cross Laminated Timber
(CLT). CLT merupakan produk yang serupa dengan balok laminasi yang
merupakan produk yang disusun dari lamina-lamina yang direkat, hanya
dibedakan dengan penataan lapisan yang saling bersilangan antar lapisan
laminanya. CLT juga merupakan perkembangan dari teknologi produk kayu lapis
dengan lapisan silangnya yang telah dikenal memiliki sifat-sifat yang baik karena
adanya penataan lapisan yang saling bersilangan.
Seiring dengan ketersediaan bahan baku yang semakin bergeser dari kayu
hutan alam ke hutan tanaman dan hutan rakyat. Pembuatan produk CLT dapat
mengatasi keterbatasan dimensi yang dimiliki kayu cepat tumbuh dari hutan
rakyat seperti jenis kayu jabon (Anthocephallus cadamba). Cara yang bisa
dilakukan untuk modifikasi produk dalam proses pembuatan CLT adalah dengan
melakukan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina. Perlakuan
kombinasi ketebalan lamina diharapkan dapat mengefisienkan penggunaan kayu.
Sedangkan perlakuan orientasi sudut lamina diharapkan dapat mengetahui
kemampuan optimal produk CLT dalam menerima beban.
Tujuan penelitian ini adalah mendesain panel CLT dengan cara
memodifikasi pola penyusunan kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina
agar didapatkan nilai kekuatan yang paling tinggi dan menentukan karakteristik
panel CLT tersebut sebagai kayu struktural. Hasil penelitian diharapkan dapat
memberikan alternatif penggunaan kayu dari hutan rakyat sebagai bahan
konstruksi dalam bentuk produk panel CLT dan meningkatkan peluang
pengembangan kayu dari hutan rakyat untuk produk kayu bangunan.
Ukuran tebal lamina yang digunakan dalam pembuatan panel CLT ini
adalah 1,0, 1,67, 2,0 dan 3,0 cm dengan lebar 15 cm dan panjang 120 cm. Setiap
lamina dipilah untuk menentukan modulus elastisitasnya (MOE) dengan metode
pemilahan elastisitas konvensional. Panel CLT yang dibentuk tiga lapisan lamina
dengan ukuran penampang 5 cm x 15 cm x 120 cm disusun berdasarkan nilai
MOE-nya dengan tiga tipe kombinasi tebal lamina yaitu tipe A 1 (1 cm, 3 cm, dan
1 cm), tipe A2 (1 cm, 2 cm, dan 1 cm), dan tipe A 3 (1,67 cm, 1,67 cm, dan 1,67
cm). Pada bagian tengah lamina disusun berdasarkan orientasi sudut lamina yang
digunakan yaitu orientasi sudut 0o, 30o, 45o, 60o, dan 90o. Perekat yang dipakai
adalah water based polymer isocyanate (WBPI) dengan berat labut 280 g/m2
untuk kedua permukaannya (double spread). Standar pengujian mengacu pada
ASTM D 143 (2005) dan JAS 234:2003.
Analisis data penelitian menggunakan metode rancangan acak lengkap
dengan percobaan faktorial (dua faktor) dengan ulangan sebanyak 3 kali. Faktor A
adalah kombinasi tebal lamina (KTL) terdiri dari 3 taraf yaitu KTL A1 , A2 , dan
A 3 . Faktor B adalah orientasi sudut lamina terdiri dari 5 taraf yaitu orientasi sudut
B 1 = 0o, B 2 = 30o, B 3 = 45o, B 5 = 60o, dan B 5 = 90o. Respon yang yang diukur
adalah sifat fisis dan sifat mekanis panel CLT. Sifat fisis yang diukur yaitu kadar
air, kerapatan, dan kembang susut volume. Sedangkan sifat mekanis yang diukur
yaitu Modulus of Elasticity (MOE), Modulus of Rupture (MOR), kekuatan tekan
sejajar serat/ Maximum Cruishing Strength (MCS), keteguhan geser rekat, dan
delaminasi.
Hasil penelitian menunjukkan nilai rataan MOE lamina kayu jabon secara
keseluruhan dengan pengujian metode elastisitas konvensional diperoleh sebesar
2,99 x 104-10,17 x 104 kg/cm2. Nilai rataan kerapatan panel CLT berkisar antara
0,38 g/cm3-0,42 g/cm3, kadar air berkisar antara 14,68%-15,19%, pengembangan
volume berkisar antara 2,90%-4,75% dan susut volume berkisar antara 3,08%5,73%. Nilai rataan MOE non destruktif test (NDT) panel CLT berkisar antara
3,36 x 104 kg/cm2-5,31 x 104 kg/cm2, MOE instron berkisar antara 3,19 x 104
kg/cm2-5,06 x 104 kg/cm2, MOR berkisar antara 218,44 kg/cm2-497,74 kg/cm2,
MCS berkisar antara 92,14 kg/cm2-245,13 kg/cm2 dan keteguhan geser rekat
berkisar antara 37,94 kg/cm2-116,98 kg/cm2. Nilai rataan delaminasi air dingin
panel CLT berkisar antara 1,80%-5,88%, sedangkan nilai rataan delaminasi air
mendidih berkisar antara 17,37%-52,43%. Nilai rataan delaminasi air dingin panel
CLT memenuhi standar JAS 234:2003, sementara delaminasi air mendidih tidak
ada satu panel CLT yang memenuhi standar.
Hasil analisis menunjukkan bahwa pengaruh kombinasi tebal lamina
memberikan pengaruh nyata terhadap sifat mekanis MOE, MOR, dan MCS panel
CLT. Orientasi sudut lamina memberikan pengaruh nyata terhadap sifat fisis,
kembang susut volume panel CLT, sifat mekanis MOEndt, MOE instron, MOR,
MCS, dan keteguhan geser rekat panel CLT. Sedangkan interaksi antara
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina hanya berpengaruh nyata
terhadap MCS panel CLT.
Hasil skoring secara keseluruhan panel CLT yang memiliki produk terbaik
yaitu panel CLT dengan kombinasi tebal lamina (KTL-A3 ) dan panel CLT dengan
susunan orientasi sudut lamina 30o. Hal ini disebabkan karena jumlah dari
sambungan pada orientasi sudut 30o lebih sedikit dari orientasi sudut lainnya.
Hasil analisis panel CLT terhadap balok utuhnya (kontrol) menunjukkan panel
CLT memiliki sifat kembang susut yang lebih baik dibandingkan dengan balok
utuhnya.
Disarankan perlu dikembangkan penelitian lebih lanjut dari hasil
penelitian panel CLT terbaik dengan perlakuan faktor lain seperti pembuatan dari
jenis kayu rakyat lainnya, penggunaan jenis perekat yang lebih tahan terhadap
kelembaban dan panas serta penelitian lebih lanjut terhadap sifat keawetan atau
uji ketahanan terhadap organisme perusak kayu. Selain itu, perlu dilakukan
penelitian lanjutan dari panel CLT sebagai fungsi komponen struktural pemakaian
seperti dinding, lantai, rangka atap dan lainnya.
Penggunaan kayu untuk keperluan structural membutuhkan dimensi yang cukup
besar dan bentang yang panjang dan persyaratan tertentu menyangkut
kekuatannya. Di lain pihak, kayu yang banyak tersedia saat ini adalah kayu dari
hutan tanaman dari jenis-jenis cepat tumbuh berdiameter kecil dan umumnya
memiliki sifat inferior seperti kandungan cacat, keawetan alami dan kekuatannya
dibandingkan dengan kayu dari hutan alam. Salah satu cara yang bias dilakukan
untuk mendapatkan kayu dengan dimensi yang diinginkan adalah dengan teknik
laminasi. Salah satu produk laminasi yang biasa digunakan sebagai bahan
structural adalah balok laminasi.
KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED TIMBER
KAYU JABON BERDASARKAN KETEBALAN
DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA
RIANA ANGGRAINI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh
karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
Judul Tesis
Nama
NIM
: Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon
berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina
: Riana Anggraini
: E251090041
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS
Ketua
Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS
Anggota
Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. I. Wayan Darmawan, MSc.
Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc. Agr.
Tanggal Ujian: 09 Januari 2012
Tanggal Lulus:
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Dede Hermawan, MSc.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik. Penelitian ini
dilakukan untuk menguraikan karakteristik cross laminated timber kayu jabon
berdasarkan ketebalan dan orientasi sudut lamina. Penelitian dilaksanakan di
Laboratorium Biokomposit, Laboratorium Kayu Solid bagian Teknologi
Peningkatan Mutu Kayu, dan Laboratorium Keteknikan Kayu bagian Rekayasa
dan Desain Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan,
Institut Pertanian Bogor, dilaksanakan dari April - Agustus 2011.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS,
Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS, dan Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS,
selaku komisi pembimbing penulis yang telah banyak meluangkan waktu untuk
membimbing, mengarahkan, dan membantu serta memberikan kritik dan saran
kepada penulis dalam pelaksanaan penelitian hingga penyelesaian tesis. Dosendosen Mayor Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan atas segala ilmunya selama penulis
menempuh pendidikan S-2.
Rasa terima kasih yang tak terhingga penulis ucapkan kepada ayahanda
Ir. Amrizal Yusuf, Ibunda Ratna Surbakti, serta kakak Dian Lestari, SE, abang
Rangga Arintah Wisastra, SP, Agung Wira Permana, SP, adik Imam Pramana,
keponakan Najwa Adilla, abang ipar Syalman Alfarinzih, SE dan kakak ipar Rini
Widy, SS, selaku keluarga penulis yang telah memberikan kasih sayangnya yang
tidak pernah habisnya, motivasi, dan dukungan serta doa untuk keberhasilan
penulis, semoga mereka selalu dalam lindungan rahmat dan kasih sayang Allah
SWT, Amin. Penulis ucapkan terima kasih kepada Heri Muda Setiawan, S.Hut,
yang telah setia memberikan perhatian, bimbingan, dan kasih sayangnya selama
ini.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada teman-teman sekelas
angkatan 2009 atas kebersamaan selama kuliah di IPB. Selain itu, penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang tidak bisa disebutkan satu
persatu atas dukungan dan dorongan sehingga tesis ini dapat terselesaikan.
Penulis menyadari masih ada kekurangan dan kelemahan dalam penulisan
tesis ini. Karena itu, secara terbuka penulis mengharapkan masukan dari berbagai
pihak. Penelitian ini tidak hanya berhenti di sini, tetapi akan terus berkembang
seiring dengan semangat kita untuk memberikan yang terbaik bagi hutan, industri
perkayuan, dan konstruksi bangunan kita. Semoga karya ilmiah ini dapat
bermanfaat.
Bogor,
Januari 2012
Riana Anggraini
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Solok, Sumatera Barat, pada tanggal 22 Oktober
1985 dari Ayah Ir. Amrizal Yusuf dan Ibu Ratna Surbakti. Penulis merupakan
putri keempat dari lima bersaudara.
Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri I Lubuk Pakam dan pada tahun
yang sama lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara (USU) melalui jalur
Seleksi Penerimaan Mahasiwa Baru (SPMB). Penulis memilih Jurusan Teknologi
Hasil Hutan, Fakultas Pertanian, dan lulus pada tahun 2007.
Selama mengikuti perkuliahan S-1 penulis menjadi asisten pratikum pada
mata kuliah Statistika, Fisika Kayu, Pengeringan Kayu dan mata kuliah Anatomi
dan Sifat Struktur Kayu. Penulis juga mengikuti organisasi Himpunan Mahasiswa
Sylva Kehutanan (HIMAS USU) dan Badan Kemakmuran Mahasiswa Kehutanan
(BKM). Selama perkuliahan penulis memperoleh Beasiswa Prestasi Supersemar.
Pada tahun 2008-2009 penulis bekerja di PT. Anugerah Cemerlang Indonesia,
sebagai Staff Administrasi. Pada tahun 2009, penulis melanjutkan pendidikan S-2
pada Mayor Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB.
Salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Mayor
Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan, penulis melakukan penelitian dengan judul
’’Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon berdasarkan Ketebalan dan
Orientasi Sudut Lamina’’ dibawah bimbingan Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS,
Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS, dan Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ................................................................................................
i
DAFTAR TABEL ........................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
iv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
vi
PENDAHULUAN
Latar Belakang ........................................................................................
Perumusan Masalah ................................................................................
Tujuan Penelitian ....................................................................................
Hipotesis Penelitian .................................................................................
Manfaat Penelitian ..................................................................................
1
2
2
3
3
TINJAUAN PUSTAKA
Cross Laminated Timber (CLT)
Pengertian .........................................................................................
Penggunaan .......................................................................................
Keunggulan .......................................................................................
Proses Pengolahan .............................................................................
Penelitian Produk CLT di Luar Negeri ..............................................
Gambaran Umum Jenis Kayu
Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba) ..............................................
Taksonomi...................................................................................
Morfologi ....................................................................................
Penyebaran ..................................................................................
Kegunaan .....................................................................................
Sifat Dasar Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba)
Anatomi .......................................................................................
Sifat Fisis .....................................................................................
Sifat Mekanis ...............................................................................
Sifat Kimia ...................................................................................
Keawetan Alami Kayu ..................................................................
Bahan Baku Perekat Isosianat .................................................................
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian..................................................................
Bahan dan Alat Penelitian .......................................................................
Metode Penelitian ...................................................................................
Pembuatan Papan Lamjna dan Pengeringan .......................................
Pemilahan Lamina .............................................................................
Penyusunan Lamina ..........................................................................
i
4
5
6
8
8
10
10
10
11
11
11
12
12
12
12
13
15
15
15
17
17
18
Perekatan...........................................................................................
Pengempaan ......................................................................................
Pengkondisian ...................................................................................
Pembuatan Contoh Uji ......................................................................
Pengujian Panel Cross Laminated Timber (CLT)
Pengujian Sifat Fisis ....................................................................
Pengujian Sifat Mekanis ..............................................................
Analisis Data...........................................................................................
21
21
21
21
22
23
27
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Bahan
Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba) ..............................................
Perekat Isosianat................................................................................
Pemilahan dan Penyusunaan Lamina Kayu Jabon....................................
Karakteristik Panel Cross Laminated Timber (CLT)
Sifat Fisis Panel CLT ........................................................................
Kerapatan ....................................................................................
Kadar Air ....................................................................................
Pengembangan Volume ...............................................................
Susut Volume ..............................................................................
Sifat Mekanis Panel CLT ..................................................................
Pengukuran Modulus of Elasticity (MOE) dengan metode non
destruktif test (NDT)....................................................................
Modulus of Elasticity (MOE) .......................................................
Modulus of Rupture (MOR) .........................................................
Kekuatan Tekan Sejajar Serat/Maximum Cruishing
Strength (MCS) ...........................................................................
Keteguhan Geser Rekat ...............................................................
Persentase Kerusakan Kayu Panel CLT .......................................
Delaminasi ..................................................................................
Delaminasi Air Dingin ...........................................................
Delaminasi Air Mendidih .......................................................
Pola Kerusakan Kayu Panel CLT ............................................................
Klasifikasi Kekuatan Panel CLT .............................................................
29
30
31
33
35
36
38
39
42
43
46
51
56
58
60
62
62
63
64
68
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan .............................................................................................
Saran .......................................................................................................
69
70
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
71
LAMPIRAN .................................................................................................
76
ii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Pola penyusunan panel CLT berdasarkan kombinasi tebal dan orientasi
sudut lamina .............................................................................................
19
2 Nilai MOE dan jumlah setiap kelompok lamina pada masing-masing
ukuran tebal dan jenis penggunaan lamina ................................................
32
3 Nilai rata-rata sifat fisis panel CLT dan kontrol (balok utuh) secara
keseluruhan ..............................................................................................
34
4 Nilai rata-rata sifat mekanis panel CLT dan kontrol (balok utuh) secara
keseluruhan ..............................................................................................
42
5 Uji Duncan interaksi kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina
terhadap kekuatan tekan sejajar serat ........................................................
57
iii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Bentuk panel cross laminated timber (CLT) ............................................
4
2
Penggunaan CLT untuk elemen dinding, langit-langit, dan atap ..............
6
3
Diagram alir pembuatan panel CLT.........................................................
16
4
Pemilahan lamina dengan metode elastisitas kayu konvensional..............
18
5
Panel CLT tiga lapisan lamina .................................................................
19
6
Bentuk panel CLT berdasarkan penyusunan orientasi sudut lamina
(0o, 30o, 45o, 60o, dan 90o) ......................................................................
20
7
Pola pemotongan contoh uji panel CLT ...................................................
22
8
Cara pengujian modulus of elasticity dan modulus of rupture ..................
24
9
Pengujian MOE dan MOR panel CLT .....................................................
25
10 Pengujian kekuatan tekan sejajar serat panel CLT ...................................
26
11 Pengujian keteguhan geser rekat panel CLT ............................................
26
12 Pengukuran pH perekat isosianat (a) dan rupa perekat isosianat (b) .........
30
13 Pengukuran sudut kontak antara perekat isosianat dan permukaan
kayu jabon ..............................................................................................
31
14 Panel CLT yang dihasilkan pada penelitian .............................................
33
15 Pola sebaran rataan kerapatan panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ..........................................................
35
16 Pola sebaran rataan kadar air panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ..........................................................
36
17 Pola sebaran rataan pengembangan volume panel CLT menurut
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ................................
38
18 Pola sebaran rataan pengembangan volume panel CLT menurut
pengaruh orientasi sudut lamina ............................................................
39
19 Pola sebaran rataan susut volume panel CLT menurut kombinasi
tebal lamina dan orientasi sudut lamina .................................................
40
20 Pola sebaran rataan susut volume panel CLT menurut pengaruh
orientasi sudut lamina ............................................................................
41
21 Pengujian MOE panel CLT dengan metode NDT ....................................
43
22 Pola sebaran rataan MOE panel CLT metode NDT menurut
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ................................
44
23 Pola sebaran rataan MOE panel CLT metode NDT menurut
pengaruh kombinasi tebal lamina ..........................................................
45
iv
24 Pola sebaran rataan MOE panel CLT metode NDT menurut
pengaruh orientasi sudut lamina ............................................................
45
25 Pola sebaran rataan MOE panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ..........................................................
47
26 Pola sebaran rataan MOE panel CLT menurut pengaruh kombinasi
tebal lamina ...........................................................................................
47
27 Pola sebaran rataan MOE panel CLT menurut pengaruh orientasi
sudut lamina ..........................................................................................
48
28 Hubungan nilai MOE pengujian dengan MOE persamaan Hakinson .......
50
29 Diagram pencar dan garis linier hubungan antara MOEndt dan
MOE instron panel CLT ........................................................................
51
30 Pola sebaran rataan MOR panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ..........................................................
51
31 Pola sebaran rataan MOR panel CLT menurut pengaruh kombinasi
tebal lamina ...........................................................................................
52
32 Pola sebaran rataan MOR panel CLT menurut pengaruh orientasi
sudut lamina ..........................................................................................
53
33 Hubungan nilai MOR pengujian dengan MOR persamaan Hakinson .......
54
34 Pola sebaran rataan MCS panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ..........................................................
56
35 Pola sebaran rataan keteguhan geser rekat panel CLT menurut
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ................................
58
36 Pola sebaran rataan keteguhan geser rekat panel CLT menurut
pengaruh orientasi sudut lamina ............................................................
59
37 Pola sebaran rataan persentase kerusakan kayu panel CLT menurut
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ................................
61
38 Contoh kerusakan contoh uji keteguhan geser rekat panel CLT
berdasarkan orientasi sudut lamina………………………………………..
61
39 Pola sebaran rataan delaminasi air dingin panel CLT menurut
kombinasi tebal amina dan orientasi sudut lamina ....................................
62
40 Pola sebaran rataan delaminasi air mendidih panel CLT menurut
kombinasi tebal amina dan orientasi sudut lamina .................................
63
41 Contoh kerusakan panel CLT bagian bawah (zona tarik)………………...
66
42 Contoh kerusakan pada balok utuh kayu jabon……………………………
67
v
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Nilai pengujian kada air (KA), kerapatan (ρ), dan penyusutan
kayu jabon (Anthocephalus cadamba) yang digunakan.............................
76
2 Hasil pengukuran resin solid content (RSC) perekat isosianat ..................
77
3 Hasil pengukuran sudut kontak perekat isosianat ......................................
77
4 Nilai kerapatan (ρ), modulus elastisitas (MOE) metode NDT dan
pengelompokan lamina-lamina kayu jabon ...............................................
78
2
5 Komposisi MOE (x 104 kg/cm ) lamina-lamina penyusun panel
CLT (kombinasi tebal lamina tipe A1 , A 2 , dan A 3 ). .................................
87
6 Data nilai kadar air (KA) dan kerapatan (ρ) panel CLT berdasarkan
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ...................................
90
7 Data nilai kembang susut volume panel CLT berdasarkan kombinasi
tebal lamina dan orientasi sudut lamina ....................................................
92
8 Data nilai modulus elastisitas (MOE) panel CLT metode NDT
berdasarkan kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina................
94
9 Data nilai modulus elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR)
panel CLT berdasarkan kombinasi tebal lamina dan orientasi
sudut lamina ............................................................................................
96
10 Data nilai kekuatan tekan sejajar serat panel CLT berdasarkan
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ..................................
98
11 Data nilai keteguhan geser rekat panel CLT berdasarkan kombinasi
tebal lamina dan orientasi sudut lamina ................................................... 100
12 Data nilai delaminasi air dingin, delaminasi air mendidih, dan
persentase kerusakan kayu panel CLT berdasarkan kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina……..................……………………….. 102
13 Data nilai kadar air (KA) dan kerapatan (ρ) balok utuh kayu jabon .......... 104
14 Data nilai kembang susut volume balok utuh kayu jabon ......................... 104
15 Data nilai modulus elastisitas (MOE) metode NDT balok utuh
kayu jabon .............................................................................................. 105
16 Data nilai modulus elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR)
balok utuh kayu jabon ............................................................................. 105
17 Data nilai kekuatan tekan sejajar serat balok utuh kayu jabon .................. 106
18 Data nilai keteguhan geser rekat balok utuh kayu jabon........................... 106
19 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina
dan orientasi sudut lamina terhadap kerapatan, kadar air,
pengembangan volume dan susut volume panel CLT …………………… 107
vi
20 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina dan
orientasi sudut lamina terhadap MOE metode NDT, MOE, MOR,
KTSS, keteguhan geser rekat, persentase kerusakan kayu , delaminasi
air dingin dan delaminasi air mendidih panel CLT ……………………... 109
21 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina
dan orientasi sudut lamina terhadap kerapatan, kadar air,
pengembangan volume dan susut volume kayu jabon…………………… 114
22 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina
dan orientasi sudut lamina terhadap MOE metode NDT, MOE,
MOR, KTSS, keteguhan geser rekat kontrol balok utuh kayu jabon…….
118
23 Gambar pola kerusakan panel CLT yang dihasilkan secara
keseluruhan ……………………………………………………………… 123
24 Gambar pola kerusakan balok utuh kayu jabon………………………….. 132
25 Hasil analisis persamaan regresi antara pengujian nilai MOEndt dan
MOE instron ……………………………………...………………………. 133
vii
viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan teknologi rekayasa kayu yang semakin canggih telah dapat
memodifikasi kayu dari hutan rakyat sebagai bahan struktural yang berkualitas.
Salah satu produk rekayasa kayu yang telah banyak dikenal adalah produk glued
laminated timber atau balok laminasi. Balok laminasi merupakan struktur bukan
kayu utuh (solid wood) melainkan komponen laminasi yang dibuat melalui proses
perekatan. Serrano (2002) mengemukakan bahwa glulam adalah susunan beberapa
lapis kayu yang direkatkan satu sama lain secara sempurna menjadi satu kesatuan
tanpa terjadi diskontinuitas perpindahan tempat.
Seiring dengan perkembangan teknologi ditemukan suatu metode
laminasi kayu baru yaitu produk cross laminated timber (CLT). CLT merupakan
produk yang serupa dengan balok laminasi yaitu produk yang disusun dari
lamina-lamina yang direkat, hanya dibedakan dengan penataan lapisan yang
saling bersilangan antar lapisan laminanya. CLT juga merupakan perkembangan
dari teknologi produk kayu lapis dengan lapisan silang dari veneer yang telah
dikenal memiliki sifat-sifat yang baik karena adanya penataan lapisan yang saling
bersilangan. Produk CLT ini menggunakan kayu sebagai lamina yang disusun
saling bersilangan dengan mendistribusikan kekuatan sepanjang serat kayu pada
kedua arah (Wood Naturally Better 2010).
Keuntungan CLT yaitu dapat menjadi panel besar yang dibuat dari kayu
dengan log berdiameter kecil, kayu dengan kualitas rendah, serta lamina
penyusunnya dapat dimanfaatkan dari sortimen-sortimen kayu kecil (Berglund
dan Rowell 2005). CLT memiliki stabilitas dimensi yang baik karena rasio
kembang susut pada dua arah (panjang dan lebar) dapat mendekati satu. Lapisan
yang saling tegak lurus memungkinkan mendistribusikan beban ke semua sisi
dengan lebih merata.
Seiring dengan ketersediaan bahan baku yang semakin bergeser dari kayu
hutan alam ke hutan tanaman dan hutan rakyat. Pembuatan CLT dapat mengatasi
keterbatasan dimensi yang dimiliki kayu hutan rakyat seperti jenis kayu jabon
(Anthocephallus cadamba) yang saat ini mulai banyak dikembangkan sebagai
2
tanaman hutan rakyat jenis fast growing species atau tanaman cepat tumbuh. Cara
yang bisa dilakukan untuk modifikasi produk dalam proses pembuatan CLT
adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina.
Seperti diketahui kayu mempunyai sifat anisotropik yaitu sifat kayu yang
menunjukkan perbedaan sifat-sifat pada bidang orientasinya atau kemampuan
kayu dalam menerima beban yang bekerja padanya tidak sama, yaitu tergantung
dari arah seratnya. Oleh karena itu, perlakuan orientasi sudut lamina ini diharapkan
dapat mengetahui kemampuan optimal produk CLT dalam menerima beban.
Sedangkan,
perlakuan
kombinasi
ketebalan
lamina
diharapkan
dapat
mengefisienkan penggunaan kayu.
Perumusan Masalah
Pembuatan produk CLT merupakan perkembangan teknologi rekayasa
kayu untuk mengatasi keterbatasan dimensi yang dimiliki kayu cepat tumbuh
berdiameter kecil. Penggunaan kayu sebagai bahan struktural harus memenuhi
persyaratan tertentu menyangkut kekuatan, kekakuan, dan kestabilan struktur.
Oleh karena itu, penelitian ini mengkaji pembuatan CLT dengan variasi ketebalan
dan orientasi sudut lamina yang berbeda agar didapatkan CLT dari kayu jabon
(Anthocephalus cadamba) yang dapat memenuhi persyaratan sebagai bahan
struktural.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk memperoleh panel CLT
berkualitas tinggi dari kayu jabon (Anthocephalus cadamba).
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Mengetahui sifat fisis dan mekanis panel CLT dari kayu jabon.
2. Mengetahui pengaruh kombinasi tebal, orientasi sudut lamina, dan interaksi
antar keduanya terhadap sifat fisis dan mekanis panel CLT.
3. Mengetahui kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina panel CLT
yang menghasilkan nilai terbaik.
3
Hipotesis Penelitian
Hipotesa yang diajukan pada penelitian ini adalah:
1. Faktor kombinasi tebal lamina mempengaruhi karakteristik panel CLT.
2. Faktor orientasi sudut lamina mempengaruhi karakteristik dari panel CLT.
3. Interaksi antara kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina
mempengaruhi karakteristik panel CLT.
Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan alternatif
penggunaan kayu dari hutan rakyat sebagai bahan konstruksi dalam produk panel
CLT dan dapat meningkatkan peluang pengembangan kayu dari hutan rakyat
untuk produk kayu bangunan.
TINJAUAN PUSTAKA
Cross Laminated Timber (CLT)
Pengertian
Cross laminated timber (CLT) atau kayu laminasi bersilang merupakan
salah satu produk kayu rekayasa yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah
lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lainnya
dan kemudian direkatkan. CLT merupakan produk untuk penggunaan konstruksi
dalam perpindahan beban (Associates 2010).
CLT pertama dikembangkan di Swiss pada tahun 1970-an, CLT sebagai
salah satu rekayasa panel kayu yang menarik dan inovatif. CLT merupakan
perkembangan dari teknologi kayu lapis, yaitu penyusunan lapisan silang dari
veneer, dimana CLT disusun dari kayu secara bersilang dengan mendistribusikan
kekuatan sepanjang serat kayu pada kedua arah (Wood Naturally Better 2010).
CLT dibuat dengan menyusun lamina dari kayu secara bersilangan antara
satu lapisan dengan lapisan lainnya. Hasilnya adalah bahan prefinished (opsional)
yang dimensinya stabil, mampu mencakup bentang besar, mengurangi limbah
konstruksi, meningkatkan air tightness (kedap udara), dan mudah didirikan,
seperti Gambar 1.
Gambar 1 Bentuk panel cross laminated timber (CLT)
Sumber: Kreuzlagenholz, Pinzip (2010)
CLT diproduksi dengan 3 sampai 7 lapisan kayu atau papan yang disusun
satu sama lain secara bersilangan dan direkatkan bersama dengan tekanan hidrolik
pada seluruh bagian permukaan atau dapat dengan dipaku. Setiap lapisan terdiri
dari papan dengan berbagai ketebalan laminasi. Ketebalan panel CLT biasanya
5
dalam kisaran 5 cm, tetapi panel dengan tebal 50 cm dapat dibentuk. Ukuran lebar
panel berkisar antara 120-300 cm dan panjangnya berkisar 400-1500 cm
(Perkins dan McCloskey 2010).
Menurut Frangi et al. (2006), produk CLT atau dikenal juga sebagai
produk X-Lam adalah salah satu konstruksi kayu besar prafabrikasi yang
digunakan untuk konstruksi menahan beban seperti dinding dan rakitan untuk
lantai. Produk X-Lam telah menjadi semakin populer tidak hanya untuk
perumahan tetapi juga untuk kantor dan bangunan industri khususnya di Negara
Austria dan Italia. Produk X-Lam diperoleh dengan cara menyusun papan secara
bersilang dan direkatkan di atas seluruh permukaan papan secara bersamaan.
Tergantung pada tujuan dan permintaaan kebutuhan, produk X-Lam tersedia
dengan 3, 5, 7, atau lebih lapisan papan. Lebar papan tunggal biasanya bervariasi
antara 80 dan 240 mm, dengan ketebalan antara 10 dan 35 mm.
Penggunaan
Produk CLT ini sebagian besar digunakan untuk membentuk elemen
lantai, dinding, dan elemen atap. Biasanya dibuat panel hingga panjang 18 m,
yang digunakan untuk struktur panel atap, dinding, dan panel lantai yang mampu
mencakup panjang hingga 8 m. Produk CLT dapat dibentuk untuk penggunaan
jendela, pintu, dan fitur arsitektur yang dibuat melengkung dengan radius
minimum 8 m (Wood Naturally Better 2010).
Menurut Binderholz (2010), penggunaan dari produk CLT yaitu:
1. CLT untuk elemen dinding
Elemen dinding dari produk CLT dapat memenuhi beban statis, penguatan
dan pencegahan kebakaran. Kontruksi CLT untuk elemen dinding dapat
memenuhi standar pemanasan isolasi dan kemampuan untuk mengurangi
tingginya kepadatan ruangan,
hal ini mengakibatkan kenyamanan dan
keseimbangan kondisi udara dalam ruangan.
2. CLT untuk elemen langit-langit
Membangun langit-langit dengan produk CLT tidak hanya memiliki
keunggulan konstruktif seperti metode konstruksi berdiri sendiri, komponen
6
dimensi yang stabil, ketahanan api yang memadai dan kedap suara, tetapi juga
menyediakan permukaan yang rata.
3. CLT untuk elemen atap
CLT dapat digunakan untuk semua jenis atap, dengan demikian
impermeabilitas hujan dan finished visible surfaces pada bagian dalam secara
cepat dapat terjadi. Konstruksi atap seperti produk CLT dari BBS memberikan
elemen atap yang aman, kuat dan memenuhi beban statis. Gambar 2
memperlihatkan penggunaan CLT untuk elemen dinding, langit-langit, dan atap.
Gambar 2 Penggunaan CLT untuk elemen dinding, langit-langit, dan atap
Sumber: Binderholz. 2010
Keunggulan
Menurut Wood Naturally Better (2010) keunggulan produk CLT ini adalah
kekuatan dan keseragaman sifatnya. Setiap panel terdiri dari lapisan kayu yang
bersilangan satu sama lain. CLT juga memiliki sifat kedap suara, kualitas estetika
tinggi yang menarik bagi arsitek dan desainer. Keunggulan produk CLT lainnya
antara lain:
1. Lingkungan, CLT yang digunakan dari kayu yang dihasilkan dari alam dan
dipengaruhi oleh lingkungan dan merupakan sumber energi yang terbarukan.
7
2. CLT dapat meminimalkan cacat yang ada pada kayu sehingga dapat
mengurangi biaya konstruksi.
3. Ketahanan terhadap api, CLT memberikan keuntungan yang signifikan dalam
hal perlindungan terhadap api dibandingkan dengan produk dari bahan beton
atau baja, karena ketahanan terhadap penyebaran dan stabilitas struktural dari
ketebalan yang signifikan pada kayu solid.
4. Penampilan dan akustik, CLT untuk panel dinding dengan eternit akan
memberikan nilai akustik.
5. Pemeliharaan, CLT dirancang dan didesain dengan benar, sehingga panel CLT
sedikit atau tidak ada pemeliharaan.
Keunggulan dalam penggunaan produk panel CLT menurut Perkins dan
McCloskey (2010) antara lain:
1. Biaya efektif
-
Pemasangan untuk bangunan konstruksi lebih cepat karena merupakan
elemen prafabrikasi.
-
Pengurangan limbah di tempat proses pemasangan untuk elemen dinding,
lantai, dan atap dapat dikurangi.
-
Pemasangan lebih mudah di tempat pipa air, listrik, dan saluran.
2. Keunggulan kinerja bangunan
-
Kedap suara: karena perlindungan akustik yang melekat pada elemen
massa kayu.
-
Kekuatan beban bergerak seperti gempa bumi. Pemerintah Jepang telah
melakukan tes gempa bumi pada CLT dengan faktor skala 12 Richter.
-
Stabilitas dimensi: pengaruh dari multi-lapisan papan, sifat kembang susut
dapat dihindari.
3. Dampak terhadap lingkungan kecil
-
CLT memiliki potensi untuk menjadi elemen penting dalam konstruksi
bangunan yang seluruhnya terbuat dari kayu, dengan sifat positif
mengurangi emisi karbon dan penyimpanan karbon karena kayu berasal
dari sumber yang terbarukan atau lestari.
8
Proses Pengolahan
Kayu yang akan digunakan dikeringkan pada kilang pengering hingga
mencapai kadar air ± 12% dan kemudian permukaan kayu dihaluskan. Papan atau
lamina tersebut dilaminasi secara bersilangan satu sama lain dan direkatkan
dengan perekat di bawah tekanan. Panel CLT dapat dibuat sampai dengan panjang
45 - 152 cm dan tebal 5 – 60 cm, dengan lapisan 3, 5, 7, atau lebih. CLT biasanya
diproduksi dengan panjang maksimum 16,50 m, lebar maksimum 2,95 m, dan
ketebalan maksimum 0,50 m (KLH Massivholz GmbH 2010).
Penelitian Produk CLT di Luar Negeri
Beberapa penelitian CLT di negara luar seperti pada Negara Germany,
Switzerland, Swiss, London, Austrian, Japan, Italy dan negara lainnya antara lain:
1. Penelitian Dujic et al. 2008. Shear Capacity of Cross-Laminated Wooded
Walls. Tujuan dari penelitian ini adalah memberikan informasi kemampuan
geser dan kekakuan elemen dinding dari kayu yang dilaminasi silang. Hasil
penelitian menunjukkan nilai rata-rata E-modulus elemen dinding dengan
ukuran dimensi 30 x 30 x 9,4 cm pada pengujian pembebanan arah sejajar
(Ep,0) sebesar 898 kN/cm2 (8,98 x 104 kg/cm2) dan nilai rata-rata E-modulus
pembebanan arah tegak lurus (Ep,90) sebesar 443 kN/cm2 (4,43 x 104 kg/cm2),
kadar air rata-rata sebesar 12 ± 2%.
2. Wang et al. 2011. Manufacturing of Cross Laminated Timber (CLT).
Penelitian ini menggunakan tiga jenis perekat yaitu phenolic type (PRF),
emulsion polymer isocyanate (EPI), dan one-component polyurethane (PUR).
Ukuran CLT 2 x 2 ft dengan tiga lapisan yaitu 3, 5, dan 7 lapisan, dengan
tekanan yang digunakan 40 dan 120 psi. Pengujian delaminasi berdasarkan
metode CSA O112-06 dengan bentuk contoh uji silinder (d = 3,5 in). Hasil
pengujian daya tahan delaminasi paling tinggi secara berurutan yaitu jenis
perekat (PRF) dengan tekanan 40 psi sebesar 17,5-30,5%, perekat (PRF)
tekanan 120 psi sebesar 8-25%, perekat (EPI) tekanan 40 psi sebesar 3-16%,
perekat (EPI) tekanan 120 psi sebesar 4-13%, dan perekat (PUR) tekanan 120
psi sebesar 0,5-2,5%.
9
3. Lam F. 2011. CLT – Research and Testing at UBC. Hasil penelitian oleh Blab
and Gorlacher menghasilkan nilai kekuatan geser panel CLT berkisar antara
3,20-3,95 Mpa (32,64-40,29 kg/cm2). Penelitian Jeitler menghasilkan nilai
kekuatan geser antara 3,00-4,13 Mpa (30,6-42,13 kg/cm2).
4. ANSI American National Standards Institute. 2011. Standard for Performance
Rated Cross Laminated Timber. 75% Draft Standard PRG-320. Standar untuk
nilai kinerja produk Cross Laminated Timber. Kisaran nilai untuk MOE
sebesar 9,84-11,25 x 104 kg/cm2, MOR sebesar 128,97 – 243,54 kg/cm2,
kekuatan tekan sejajar serat sebesar 153,57-227 kg/cm2, dan keteguhan geser
sebesar 38,67-51,67 kg/cm2.
5. Penelitian Frangi et al. 2006. Natural Full-Scale Fire Test on a 3 Storey XLam
Timber Building. Penelitian ini menguji ketahanan api yang diberikan secara
sengaja untuk dapat diketahui kinerja bangunan tiga lantai yang terbuat dari
panel kayu X-Lam. Penelitian ini bertujuan untuk memberikan informasi
bahwa
penggunaan panel
kayu
X-Lam
sebagai
elemen
struktural,
meningkatkan penggunaannya untuk perumahan gedung bertingkat. Hasil
pengujian memperlihatkan api mulai menyala setelah 35 menit dan mulai
membesar setelah 45 menit, dan dipadamkan setelah 60 menit. Hasil ini
memperlihatkan api masih bisa diatasi lebih cepat sebelum api menyebar ke
bagian atas gedung. Hasil lain menunjukkan bahwa kemungkinan api
menyebar ke bagian gedung lainnya masih dapat diatasi, hal ini terlihat dari
gedung bagian atas tidak adanya asap dan tidak menimbulkan suhu yang
tinggi.
6. Yates et al. 2008. Design of an 8 Storey Resedential Tower from KLH Cross
Laminated Solid Timber Panels. Ada beberapa masalah atau resiko dalam
penggunaan kayu untuk bangunan bertingkat seperti resiko kebakaran,
pergerakan (movement), dan daya tahan (durability). Penelitian ini membahas
mengenai konstruksi bangunan kayu bertingkat dengan proses laminasi silang.
Hasil penelitian menunjukkan kekuatan bangunan dengan proses laminasi
silang (CLT) lebih tinggi dibandingkan bangunan kayu konvensional yaitu
sebesar 500 kg/m3 atau 50 kg/m2 untuk elemen panel dinding dengan tebal 100
mm.
10
Gambaran Umum Jenis Kayu
Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba)
Menurut Martawijaya et al. (1989), gambaran umum kayu jabon
(Anhtocephalus cadamba) mengenai taksonomi, morfologi, penyebaran, dan
kegunaan yaitu:
Taksonomi
Taksonomi dari tanaman Anthocephalus cadamba sebagai berikut :
Dunia
: Plantae
Kelas
: Dicotyledonae
Suku
: Rubiaceae
Marga
: Antochephalus
Jenis
: Anthochephalus cadamba
Nama Lain
: Anthocephalus chinensis (Lamk.) A. Rich. ex Walp. syn.
Anthocephalus cadamba Miq, famili Rubiaceae
Nama umum : jabon, jabun, hanja, kelampeyan, kelampaian (Jawa); galupai.
galupai
bengkal,
harapesn,
johan,
kalampain,
kelampai,
kelempi, kiuna, lampaian, pelapaian, selapaian, serebunaik
(Sumatera).
Morfologi
Dibandingkan dengan jenis-jenis kayu yang lain, kayu jabon merupakan
jenis kayu yang pertumbuhannya sangat cepat, tinggi pohon jabon dapat mencapai
45 m dengan panjang batang bebas cabang 30 m, diameter sampai 160 cm,
berbatang silinders dan lurus, bertajuk tinggi dengan cabang mendatar, berbanir
sampai ketinggian 1,5 m, kulit luar berwarna kelabu sampai coklat, sedikit beralur
dangkal, kayunya berwarna putih kekuningan tanpa terlihat serat, yang sangat
baik dipergunakan untuk pembuatan kayu lapis maupun kayu gergajian. Tanaman
jabon mempunyai umur optimal berkisar 12 tahun tetapi pada usia 6-8 tahun
sudah dapat di tebang (Ǿ 30 up).
11
Penyebaran
Jabon (Anthocephalus cadamba) merupakan salah satu jenis kayu yang
pertumbuhannya sangat cepat dan dapat tumbuh subur di hutan tropis dengan
ekologi tumbuh pada ketinggian (0-1200 dpl), curah hujan (1250-3000 m/th),
perkiraan suhu (10 °C-40 °C), kondisi tanah dengan pH (4,5-7,5). Ditemui di
seluruh Sumatera, Jawa Barat, Jawa Timur, Kalimantan Selatan, Kalimantan
Timur, seluruh Sulawesi, Nusa Tenggara Barat, dan Irian Jaya.
Kegunaan
Kayu jabon dapat digunakan untuk korek api, slet (pinsil), dan sumpit
karena kayu jabon ringan, serat lebih halus sehingga proses pengerjaan
menggunakan mesin lebih mudah. Sebagai peti pembungkus atau peti kemas,
kayu jabon juga digunakan sebagai bahan kerajinan tangan berupa hiasan atau
mainan karena mempunyai sifat kayu yang lunak, serat lebih halus sehingga
mudah dalam pengerjaanya. Kayu jabon juga dapat digunakan sebagai bahan baku
kertas (pulp) dikarenakan mempunyai sifat kimia yang memiliki kandungan
selulosa cukup tinggi ± 52.4% dan panjang serat 1.979 µ. Kayu jabon sebagai
veneer atau bahan baku kayu lapis karena memiliki serat yang halus, berat kayu
tergolong ringan,
KAYU JABON BERDASARKAN KETEBALAN
DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA
RIANA ANGGRAINI
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Karakteristik Cross Laminated
Timber Kayu Jabon berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina adalah
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir tesis ini.
Bogor, Januari 2012
Riana Anggraini
NIM E251090041
ABSTRACT
RIANA ANGGRAINI. Characteristics of Cross Laminated Timber Made
from Jabon Wood based on Lamina Thickness and Angle Orientation.
Under direction of NARESWORO NUGROHO, SUCAHYO SADIYO, and
MUH. YUSRAM MASSIJAYA.
Along with the technological developments, a new method of
laminated timber has been found, called by cross laminated timber (CLT).
CLT is an engineered product of wood composed of some lamina or layers
bonded in an arrangement of layers crossing one another. The purpose of
this research was to design a panel of CLT by modifying the combined
patterns of different thickness and orientation angles of lamina in order to
have the highest strength values and determine the characteristics of CLT
panels as structural timber. The study results are expected to provide
alternative benefits or uses of wood from the community forests as a
product of CLT, give information to the people about the quality of CLT
panel from the community forest and increase the chance of timber
development from the community forests for structural wood products. The
thickness of lamina applied in the manufacture of CLT panels were 1.0,
1.67, 2.0 and 3.0 cm with the width of 15 cm and the length of 120 cm. CLT
panel was formed of three layers or lamina with the cross-sectional size of
5 cm x 15 cm x 120 cm based on the value of its MOE with three types of
combination in lamina thickness, namely type A 1 (1 cm, 3 cm, and 1 cm),
type A 2 (1 cm, 2 cm, and 1 cm), and type A3 (1.67 cm, 1.67 cm, and 1.67
cm). The middle layer was based on the orientation angles of lamina:
0°, 30°, 45°, 60°, and 90°. The adhesive used was water based polymer
isocyanate (WBPI) with the glue spreading of 280 g/m2 for both surfaces.
Testing was based on ASTM D 143 (2005) and JAS 234:2003 standard. The
result showed that the combined thickness of lamina had a significant effect
on the mechanical properties of MOE, MOR and compressive strength
parallel to fibers on CLT panels. The lamina orientation angles had a
significant effect on the physical properties of volume shrinkage and
expansion on CLT panels. On the other hand, as for the mechanical
properties, the angle orientation of lamina showed a significant effect on
MOE, MOR, compressive strength parallel to fibers, and the bonding
strength of CLT panels. The interaction between a combined thickness of
lamina and angle orientation only significantly influenced the compressive
strength parallel to fibers of CLT panels. Meanwhile, based on the scoring
of CLT panel, the combined thickness of lamina type A3 and the angle
orientation of 30o had the best properties. This is because the number of
connections on the angle orientation of 30o less than those of other angle
orientations. The resulted analysis of the whole or intact timber (control)
showed that in general CLT panels have better properties of volume
shrinkage and expansion than the intact original timber.
Key words: Cross laminated timber, jabon wood, physical and mechanical
properties, thickness and orientation angle lamina.
RINGKASAN
RIANA ANGGRAINI. Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon
berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina. Dibimbing oleh
NARESWORO NUGROHO, SUCAHYO SADIYO, dan MUH. YUSRAM
MASSIJAYA.
Perkembangan teknologi rekayasa kayu yang semakin canggih telah dapat
memodifikasi kayu dari hutan rakyat sebagai bahan struktural yang berkualitas.
Salah satu produk rekayasa kayu yang telah umum digunakan yaitu balok
laminasi. Balok laminasi merupakan struktur bukan kayu utuh (solid wood)
melainkan komponen laminasi yang dibuat melalui proses perekatan dengan arah
serat sejajar seluruh lapisannya. Seiring dengan perkembangan teknologi
ditemukan suatu metode laminasi kayu baru yaitu Cross Laminated Timber
(CLT). CLT merupakan produk yang serupa dengan balok laminasi yang
merupakan produk yang disusun dari lamina-lamina yang direkat, hanya
dibedakan dengan penataan lapisan yang saling bersilangan antar lapisan
laminanya. CLT juga merupakan perkembangan dari teknologi produk kayu lapis
dengan lapisan silangnya yang telah dikenal memiliki sifat-sifat yang baik karena
adanya penataan lapisan yang saling bersilangan.
Seiring dengan ketersediaan bahan baku yang semakin bergeser dari kayu
hutan alam ke hutan tanaman dan hutan rakyat. Pembuatan produk CLT dapat
mengatasi keterbatasan dimensi yang dimiliki kayu cepat tumbuh dari hutan
rakyat seperti jenis kayu jabon (Anthocephallus cadamba). Cara yang bisa
dilakukan untuk modifikasi produk dalam proses pembuatan CLT adalah dengan
melakukan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina. Perlakuan
kombinasi ketebalan lamina diharapkan dapat mengefisienkan penggunaan kayu.
Sedangkan perlakuan orientasi sudut lamina diharapkan dapat mengetahui
kemampuan optimal produk CLT dalam menerima beban.
Tujuan penelitian ini adalah mendesain panel CLT dengan cara
memodifikasi pola penyusunan kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina
agar didapatkan nilai kekuatan yang paling tinggi dan menentukan karakteristik
panel CLT tersebut sebagai kayu struktural. Hasil penelitian diharapkan dapat
memberikan alternatif penggunaan kayu dari hutan rakyat sebagai bahan
konstruksi dalam bentuk produk panel CLT dan meningkatkan peluang
pengembangan kayu dari hutan rakyat untuk produk kayu bangunan.
Ukuran tebal lamina yang digunakan dalam pembuatan panel CLT ini
adalah 1,0, 1,67, 2,0 dan 3,0 cm dengan lebar 15 cm dan panjang 120 cm. Setiap
lamina dipilah untuk menentukan modulus elastisitasnya (MOE) dengan metode
pemilahan elastisitas konvensional. Panel CLT yang dibentuk tiga lapisan lamina
dengan ukuran penampang 5 cm x 15 cm x 120 cm disusun berdasarkan nilai
MOE-nya dengan tiga tipe kombinasi tebal lamina yaitu tipe A 1 (1 cm, 3 cm, dan
1 cm), tipe A2 (1 cm, 2 cm, dan 1 cm), dan tipe A 3 (1,67 cm, 1,67 cm, dan 1,67
cm). Pada bagian tengah lamina disusun berdasarkan orientasi sudut lamina yang
digunakan yaitu orientasi sudut 0o, 30o, 45o, 60o, dan 90o. Perekat yang dipakai
adalah water based polymer isocyanate (WBPI) dengan berat labut 280 g/m2
untuk kedua permukaannya (double spread). Standar pengujian mengacu pada
ASTM D 143 (2005) dan JAS 234:2003.
Analisis data penelitian menggunakan metode rancangan acak lengkap
dengan percobaan faktorial (dua faktor) dengan ulangan sebanyak 3 kali. Faktor A
adalah kombinasi tebal lamina (KTL) terdiri dari 3 taraf yaitu KTL A1 , A2 , dan
A 3 . Faktor B adalah orientasi sudut lamina terdiri dari 5 taraf yaitu orientasi sudut
B 1 = 0o, B 2 = 30o, B 3 = 45o, B 5 = 60o, dan B 5 = 90o. Respon yang yang diukur
adalah sifat fisis dan sifat mekanis panel CLT. Sifat fisis yang diukur yaitu kadar
air, kerapatan, dan kembang susut volume. Sedangkan sifat mekanis yang diukur
yaitu Modulus of Elasticity (MOE), Modulus of Rupture (MOR), kekuatan tekan
sejajar serat/ Maximum Cruishing Strength (MCS), keteguhan geser rekat, dan
delaminasi.
Hasil penelitian menunjukkan nilai rataan MOE lamina kayu jabon secara
keseluruhan dengan pengujian metode elastisitas konvensional diperoleh sebesar
2,99 x 104-10,17 x 104 kg/cm2. Nilai rataan kerapatan panel CLT berkisar antara
0,38 g/cm3-0,42 g/cm3, kadar air berkisar antara 14,68%-15,19%, pengembangan
volume berkisar antara 2,90%-4,75% dan susut volume berkisar antara 3,08%5,73%. Nilai rataan MOE non destruktif test (NDT) panel CLT berkisar antara
3,36 x 104 kg/cm2-5,31 x 104 kg/cm2, MOE instron berkisar antara 3,19 x 104
kg/cm2-5,06 x 104 kg/cm2, MOR berkisar antara 218,44 kg/cm2-497,74 kg/cm2,
MCS berkisar antara 92,14 kg/cm2-245,13 kg/cm2 dan keteguhan geser rekat
berkisar antara 37,94 kg/cm2-116,98 kg/cm2. Nilai rataan delaminasi air dingin
panel CLT berkisar antara 1,80%-5,88%, sedangkan nilai rataan delaminasi air
mendidih berkisar antara 17,37%-52,43%. Nilai rataan delaminasi air dingin panel
CLT memenuhi standar JAS 234:2003, sementara delaminasi air mendidih tidak
ada satu panel CLT yang memenuhi standar.
Hasil analisis menunjukkan bahwa pengaruh kombinasi tebal lamina
memberikan pengaruh nyata terhadap sifat mekanis MOE, MOR, dan MCS panel
CLT. Orientasi sudut lamina memberikan pengaruh nyata terhadap sifat fisis,
kembang susut volume panel CLT, sifat mekanis MOEndt, MOE instron, MOR,
MCS, dan keteguhan geser rekat panel CLT. Sedangkan interaksi antara
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina hanya berpengaruh nyata
terhadap MCS panel CLT.
Hasil skoring secara keseluruhan panel CLT yang memiliki produk terbaik
yaitu panel CLT dengan kombinasi tebal lamina (KTL-A3 ) dan panel CLT dengan
susunan orientasi sudut lamina 30o. Hal ini disebabkan karena jumlah dari
sambungan pada orientasi sudut 30o lebih sedikit dari orientasi sudut lainnya.
Hasil analisis panel CLT terhadap balok utuhnya (kontrol) menunjukkan panel
CLT memiliki sifat kembang susut yang lebih baik dibandingkan dengan balok
utuhnya.
Disarankan perlu dikembangkan penelitian lebih lanjut dari hasil
penelitian panel CLT terbaik dengan perlakuan faktor lain seperti pembuatan dari
jenis kayu rakyat lainnya, penggunaan jenis perekat yang lebih tahan terhadap
kelembaban dan panas serta penelitian lebih lanjut terhadap sifat keawetan atau
uji ketahanan terhadap organisme perusak kayu. Selain itu, perlu dilakukan
penelitian lanjutan dari panel CLT sebagai fungsi komponen struktural pemakaian
seperti dinding, lantai, rangka atap dan lainnya.
Penggunaan kayu untuk keperluan structural membutuhkan dimensi yang cukup
besar dan bentang yang panjang dan persyaratan tertentu menyangkut
kekuatannya. Di lain pihak, kayu yang banyak tersedia saat ini adalah kayu dari
hutan tanaman dari jenis-jenis cepat tumbuh berdiameter kecil dan umumnya
memiliki sifat inferior seperti kandungan cacat, keawetan alami dan kekuatannya
dibandingkan dengan kayu dari hutan alam. Salah satu cara yang bias dilakukan
untuk mendapatkan kayu dengan dimensi yang diinginkan adalah dengan teknik
laminasi. Salah satu produk laminasi yang biasa digunakan sebagai bahan
structural adalah balok laminasi.
KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED TIMBER
KAYU JABON BERDASARKAN KETEBALAN
DAN ORIENTASI SUDUT LAMINA
RIANA ANGGRAINI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh
karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
Judul Tesis
Nama
NIM
: Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon
berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina
: Riana Anggraini
: E251090041
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS
Ketua
Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS
Anggota
Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. I. Wayan Darmawan, MSc.
Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc. Agr.
Tanggal Ujian: 09 Januari 2012
Tanggal Lulus:
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Dede Hermawan, MSc.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik. Penelitian ini
dilakukan untuk menguraikan karakteristik cross laminated timber kayu jabon
berdasarkan ketebalan dan orientasi sudut lamina. Penelitian dilaksanakan di
Laboratorium Biokomposit, Laboratorium Kayu Solid bagian Teknologi
Peningkatan Mutu Kayu, dan Laboratorium Keteknikan Kayu bagian Rekayasa
dan Desain Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan,
Institut Pertanian Bogor, dilaksanakan dari April - Agustus 2011.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS,
Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS, dan Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS,
selaku komisi pembimbing penulis yang telah banyak meluangkan waktu untuk
membimbing, mengarahkan, dan membantu serta memberikan kritik dan saran
kepada penulis dalam pelaksanaan penelitian hingga penyelesaian tesis. Dosendosen Mayor Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan atas segala ilmunya selama penulis
menempuh pendidikan S-2.
Rasa terima kasih yang tak terhingga penulis ucapkan kepada ayahanda
Ir. Amrizal Yusuf, Ibunda Ratna Surbakti, serta kakak Dian Lestari, SE, abang
Rangga Arintah Wisastra, SP, Agung Wira Permana, SP, adik Imam Pramana,
keponakan Najwa Adilla, abang ipar Syalman Alfarinzih, SE dan kakak ipar Rini
Widy, SS, selaku keluarga penulis yang telah memberikan kasih sayangnya yang
tidak pernah habisnya, motivasi, dan dukungan serta doa untuk keberhasilan
penulis, semoga mereka selalu dalam lindungan rahmat dan kasih sayang Allah
SWT, Amin. Penulis ucapkan terima kasih kepada Heri Muda Setiawan, S.Hut,
yang telah setia memberikan perhatian, bimbingan, dan kasih sayangnya selama
ini.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada teman-teman sekelas
angkatan 2009 atas kebersamaan selama kuliah di IPB. Selain itu, penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang tidak bisa disebutkan satu
persatu atas dukungan dan dorongan sehingga tesis ini dapat terselesaikan.
Penulis menyadari masih ada kekurangan dan kelemahan dalam penulisan
tesis ini. Karena itu, secara terbuka penulis mengharapkan masukan dari berbagai
pihak. Penelitian ini tidak hanya berhenti di sini, tetapi akan terus berkembang
seiring dengan semangat kita untuk memberikan yang terbaik bagi hutan, industri
perkayuan, dan konstruksi bangunan kita. Semoga karya ilmiah ini dapat
bermanfaat.
Bogor,
Januari 2012
Riana Anggraini
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Solok, Sumatera Barat, pada tanggal 22 Oktober
1985 dari Ayah Ir. Amrizal Yusuf dan Ibu Ratna Surbakti. Penulis merupakan
putri keempat dari lima bersaudara.
Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri I Lubuk Pakam dan pada tahun
yang sama lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara (USU) melalui jalur
Seleksi Penerimaan Mahasiwa Baru (SPMB). Penulis memilih Jurusan Teknologi
Hasil Hutan, Fakultas Pertanian, dan lulus pada tahun 2007.
Selama mengikuti perkuliahan S-1 penulis menjadi asisten pratikum pada
mata kuliah Statistika, Fisika Kayu, Pengeringan Kayu dan mata kuliah Anatomi
dan Sifat Struktur Kayu. Penulis juga mengikuti organisasi Himpunan Mahasiswa
Sylva Kehutanan (HIMAS USU) dan Badan Kemakmuran Mahasiswa Kehutanan
(BKM). Selama perkuliahan penulis memperoleh Beasiswa Prestasi Supersemar.
Pada tahun 2008-2009 penulis bekerja di PT. Anugerah Cemerlang Indonesia,
sebagai Staff Administrasi. Pada tahun 2009, penulis melanjutkan pendidikan S-2
pada Mayor Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB.
Salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Mayor
Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan, penulis melakukan penelitian dengan judul
’’Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon berdasarkan Ketebalan dan
Orientasi Sudut Lamina’’ dibawah bimbingan Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS,
Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS, dan Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ................................................................................................
i
DAFTAR TABEL ........................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
iv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
vi
PENDAHULUAN
Latar Belakang ........................................................................................
Perumusan Masalah ................................................................................
Tujuan Penelitian ....................................................................................
Hipotesis Penelitian .................................................................................
Manfaat Penelitian ..................................................................................
1
2
2
3
3
TINJAUAN PUSTAKA
Cross Laminated Timber (CLT)
Pengertian .........................................................................................
Penggunaan .......................................................................................
Keunggulan .......................................................................................
Proses Pengolahan .............................................................................
Penelitian Produk CLT di Luar Negeri ..............................................
Gambaran Umum Jenis Kayu
Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba) ..............................................
Taksonomi...................................................................................
Morfologi ....................................................................................
Penyebaran ..................................................................................
Kegunaan .....................................................................................
Sifat Dasar Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba)
Anatomi .......................................................................................
Sifat Fisis .....................................................................................
Sifat Mekanis ...............................................................................
Sifat Kimia ...................................................................................
Keawetan Alami Kayu ..................................................................
Bahan Baku Perekat Isosianat .................................................................
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian..................................................................
Bahan dan Alat Penelitian .......................................................................
Metode Penelitian ...................................................................................
Pembuatan Papan Lamjna dan Pengeringan .......................................
Pemilahan Lamina .............................................................................
Penyusunan Lamina ..........................................................................
i
4
5
6
8
8
10
10
10
11
11
11
12
12
12
12
13
15
15
15
17
17
18
Perekatan...........................................................................................
Pengempaan ......................................................................................
Pengkondisian ...................................................................................
Pembuatan Contoh Uji ......................................................................
Pengujian Panel Cross Laminated Timber (CLT)
Pengujian Sifat Fisis ....................................................................
Pengujian Sifat Mekanis ..............................................................
Analisis Data...........................................................................................
21
21
21
21
22
23
27
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Bahan
Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba) ..............................................
Perekat Isosianat................................................................................
Pemilahan dan Penyusunaan Lamina Kayu Jabon....................................
Karakteristik Panel Cross Laminated Timber (CLT)
Sifat Fisis Panel CLT ........................................................................
Kerapatan ....................................................................................
Kadar Air ....................................................................................
Pengembangan Volume ...............................................................
Susut Volume ..............................................................................
Sifat Mekanis Panel CLT ..................................................................
Pengukuran Modulus of Elasticity (MOE) dengan metode non
destruktif test (NDT)....................................................................
Modulus of Elasticity (MOE) .......................................................
Modulus of Rupture (MOR) .........................................................
Kekuatan Tekan Sejajar Serat/Maximum Cruishing
Strength (MCS) ...........................................................................
Keteguhan Geser Rekat ...............................................................
Persentase Kerusakan Kayu Panel CLT .......................................
Delaminasi ..................................................................................
Delaminasi Air Dingin ...........................................................
Delaminasi Air Mendidih .......................................................
Pola Kerusakan Kayu Panel CLT ............................................................
Klasifikasi Kekuatan Panel CLT .............................................................
29
30
31
33
35
36
38
39
42
43
46
51
56
58
60
62
62
63
64
68
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan .............................................................................................
Saran .......................................................................................................
69
70
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
71
LAMPIRAN .................................................................................................
76
ii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Pola penyusunan panel CLT berdasarkan kombinasi tebal dan orientasi
sudut lamina .............................................................................................
19
2 Nilai MOE dan jumlah setiap kelompok lamina pada masing-masing
ukuran tebal dan jenis penggunaan lamina ................................................
32
3 Nilai rata-rata sifat fisis panel CLT dan kontrol (balok utuh) secara
keseluruhan ..............................................................................................
34
4 Nilai rata-rata sifat mekanis panel CLT dan kontrol (balok utuh) secara
keseluruhan ..............................................................................................
42
5 Uji Duncan interaksi kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina
terhadap kekuatan tekan sejajar serat ........................................................
57
iii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Bentuk panel cross laminated timber (CLT) ............................................
4
2
Penggunaan CLT untuk elemen dinding, langit-langit, dan atap ..............
6
3
Diagram alir pembuatan panel CLT.........................................................
16
4
Pemilahan lamina dengan metode elastisitas kayu konvensional..............
18
5
Panel CLT tiga lapisan lamina .................................................................
19
6
Bentuk panel CLT berdasarkan penyusunan orientasi sudut lamina
(0o, 30o, 45o, 60o, dan 90o) ......................................................................
20
7
Pola pemotongan contoh uji panel CLT ...................................................
22
8
Cara pengujian modulus of elasticity dan modulus of rupture ..................
24
9
Pengujian MOE dan MOR panel CLT .....................................................
25
10 Pengujian kekuatan tekan sejajar serat panel CLT ...................................
26
11 Pengujian keteguhan geser rekat panel CLT ............................................
26
12 Pengukuran pH perekat isosianat (a) dan rupa perekat isosianat (b) .........
30
13 Pengukuran sudut kontak antara perekat isosianat dan permukaan
kayu jabon ..............................................................................................
31
14 Panel CLT yang dihasilkan pada penelitian .............................................
33
15 Pola sebaran rataan kerapatan panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ..........................................................
35
16 Pola sebaran rataan kadar air panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ..........................................................
36
17 Pola sebaran rataan pengembangan volume panel CLT menurut
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ................................
38
18 Pola sebaran rataan pengembangan volume panel CLT menurut
pengaruh orientasi sudut lamina ............................................................
39
19 Pola sebaran rataan susut volume panel CLT menurut kombinasi
tebal lamina dan orientasi sudut lamina .................................................
40
20 Pola sebaran rataan susut volume panel CLT menurut pengaruh
orientasi sudut lamina ............................................................................
41
21 Pengujian MOE panel CLT dengan metode NDT ....................................
43
22 Pola sebaran rataan MOE panel CLT metode NDT menurut
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ................................
44
23 Pola sebaran rataan MOE panel CLT metode NDT menurut
pengaruh kombinasi tebal lamina ..........................................................
45
iv
24 Pola sebaran rataan MOE panel CLT metode NDT menurut
pengaruh orientasi sudut lamina ............................................................
45
25 Pola sebaran rataan MOE panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ..........................................................
47
26 Pola sebaran rataan MOE panel CLT menurut pengaruh kombinasi
tebal lamina ...........................................................................................
47
27 Pola sebaran rataan MOE panel CLT menurut pengaruh orientasi
sudut lamina ..........................................................................................
48
28 Hubungan nilai MOE pengujian dengan MOE persamaan Hakinson .......
50
29 Diagram pencar dan garis linier hubungan antara MOEndt dan
MOE instron panel CLT ........................................................................
51
30 Pola sebaran rataan MOR panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ..........................................................
51
31 Pola sebaran rataan MOR panel CLT menurut pengaruh kombinasi
tebal lamina ...........................................................................................
52
32 Pola sebaran rataan MOR panel CLT menurut pengaruh orientasi
sudut lamina ..........................................................................................
53
33 Hubungan nilai MOR pengujian dengan MOR persamaan Hakinson .......
54
34 Pola sebaran rataan MCS panel CLT menurut kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina ..........................................................
56
35 Pola sebaran rataan keteguhan geser rekat panel CLT menurut
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ................................
58
36 Pola sebaran rataan keteguhan geser rekat panel CLT menurut
pengaruh orientasi sudut lamina ............................................................
59
37 Pola sebaran rataan persentase kerusakan kayu panel CLT menurut
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ................................
61
38 Contoh kerusakan contoh uji keteguhan geser rekat panel CLT
berdasarkan orientasi sudut lamina………………………………………..
61
39 Pola sebaran rataan delaminasi air dingin panel CLT menurut
kombinasi tebal amina dan orientasi sudut lamina ....................................
62
40 Pola sebaran rataan delaminasi air mendidih panel CLT menurut
kombinasi tebal amina dan orientasi sudut lamina .................................
63
41 Contoh kerusakan panel CLT bagian bawah (zona tarik)………………...
66
42 Contoh kerusakan pada balok utuh kayu jabon……………………………
67
v
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Nilai pengujian kada air (KA), kerapatan (ρ), dan penyusutan
kayu jabon (Anthocephalus cadamba) yang digunakan.............................
76
2 Hasil pengukuran resin solid content (RSC) perekat isosianat ..................
77
3 Hasil pengukuran sudut kontak perekat isosianat ......................................
77
4 Nilai kerapatan (ρ), modulus elastisitas (MOE) metode NDT dan
pengelompokan lamina-lamina kayu jabon ...............................................
78
2
5 Komposisi MOE (x 104 kg/cm ) lamina-lamina penyusun panel
CLT (kombinasi tebal lamina tipe A1 , A 2 , dan A 3 ). .................................
87
6 Data nilai kadar air (KA) dan kerapatan (ρ) panel CLT berdasarkan
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ...................................
90
7 Data nilai kembang susut volume panel CLT berdasarkan kombinasi
tebal lamina dan orientasi sudut lamina ....................................................
92
8 Data nilai modulus elastisitas (MOE) panel CLT metode NDT
berdasarkan kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina................
94
9 Data nilai modulus elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR)
panel CLT berdasarkan kombinasi tebal lamina dan orientasi
sudut lamina ............................................................................................
96
10 Data nilai kekuatan tekan sejajar serat panel CLT berdasarkan
kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina ..................................
98
11 Data nilai keteguhan geser rekat panel CLT berdasarkan kombinasi
tebal lamina dan orientasi sudut lamina ................................................... 100
12 Data nilai delaminasi air dingin, delaminasi air mendidih, dan
persentase kerusakan kayu panel CLT berdasarkan kombinasi tebal
lamina dan orientasi sudut lamina……..................……………………….. 102
13 Data nilai kadar air (KA) dan kerapatan (ρ) balok utuh kayu jabon .......... 104
14 Data nilai kembang susut volume balok utuh kayu jabon ......................... 104
15 Data nilai modulus elastisitas (MOE) metode NDT balok utuh
kayu jabon .............................................................................................. 105
16 Data nilai modulus elastisitas (MOE) dan modulus patah (MOR)
balok utuh kayu jabon ............................................................................. 105
17 Data nilai kekuatan tekan sejajar serat balok utuh kayu jabon .................. 106
18 Data nilai keteguhan geser rekat balok utuh kayu jabon........................... 106
19 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina
dan orientasi sudut lamina terhadap kerapatan, kadar air,
pengembangan volume dan susut volume panel CLT …………………… 107
vi
20 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina dan
orientasi sudut lamina terhadap MOE metode NDT, MOE, MOR,
KTSS, keteguhan geser rekat, persentase kerusakan kayu , delaminasi
air dingin dan delaminasi air mendidih panel CLT ……………………... 109
21 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina
dan orientasi sudut lamina terhadap kerapatan, kadar air,
pengembangan volume dan susut volume kayu jabon…………………… 114
22 Hasil analisis sidik ragam pengaruh kombinasi tebal lamina
dan orientasi sudut lamina terhadap MOE metode NDT, MOE,
MOR, KTSS, keteguhan geser rekat kontrol balok utuh kayu jabon…….
118
23 Gambar pola kerusakan panel CLT yang dihasilkan secara
keseluruhan ……………………………………………………………… 123
24 Gambar pola kerusakan balok utuh kayu jabon………………………….. 132
25 Hasil analisis persamaan regresi antara pengujian nilai MOEndt dan
MOE instron ……………………………………...………………………. 133
vii
viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan teknologi rekayasa kayu yang semakin canggih telah dapat
memodifikasi kayu dari hutan rakyat sebagai bahan struktural yang berkualitas.
Salah satu produk rekayasa kayu yang telah banyak dikenal adalah produk glued
laminated timber atau balok laminasi. Balok laminasi merupakan struktur bukan
kayu utuh (solid wood) melainkan komponen laminasi yang dibuat melalui proses
perekatan. Serrano (2002) mengemukakan bahwa glulam adalah susunan beberapa
lapis kayu yang direkatkan satu sama lain secara sempurna menjadi satu kesatuan
tanpa terjadi diskontinuitas perpindahan tempat.
Seiring dengan perkembangan teknologi ditemukan suatu metode
laminasi kayu baru yaitu produk cross laminated timber (CLT). CLT merupakan
produk yang serupa dengan balok laminasi yaitu produk yang disusun dari
lamina-lamina yang direkat, hanya dibedakan dengan penataan lapisan yang
saling bersilangan antar lapisan laminanya. CLT juga merupakan perkembangan
dari teknologi produk kayu lapis dengan lapisan silang dari veneer yang telah
dikenal memiliki sifat-sifat yang baik karena adanya penataan lapisan yang saling
bersilangan. Produk CLT ini menggunakan kayu sebagai lamina yang disusun
saling bersilangan dengan mendistribusikan kekuatan sepanjang serat kayu pada
kedua arah (Wood Naturally Better 2010).
Keuntungan CLT yaitu dapat menjadi panel besar yang dibuat dari kayu
dengan log berdiameter kecil, kayu dengan kualitas rendah, serta lamina
penyusunnya dapat dimanfaatkan dari sortimen-sortimen kayu kecil (Berglund
dan Rowell 2005). CLT memiliki stabilitas dimensi yang baik karena rasio
kembang susut pada dua arah (panjang dan lebar) dapat mendekati satu. Lapisan
yang saling tegak lurus memungkinkan mendistribusikan beban ke semua sisi
dengan lebih merata.
Seiring dengan ketersediaan bahan baku yang semakin bergeser dari kayu
hutan alam ke hutan tanaman dan hutan rakyat. Pembuatan CLT dapat mengatasi
keterbatasan dimensi yang dimiliki kayu hutan rakyat seperti jenis kayu jabon
(Anthocephallus cadamba) yang saat ini mulai banyak dikembangkan sebagai
2
tanaman hutan rakyat jenis fast growing species atau tanaman cepat tumbuh. Cara
yang bisa dilakukan untuk modifikasi produk dalam proses pembuatan CLT
adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina.
Seperti diketahui kayu mempunyai sifat anisotropik yaitu sifat kayu yang
menunjukkan perbedaan sifat-sifat pada bidang orientasinya atau kemampuan
kayu dalam menerima beban yang bekerja padanya tidak sama, yaitu tergantung
dari arah seratnya. Oleh karena itu, perlakuan orientasi sudut lamina ini diharapkan
dapat mengetahui kemampuan optimal produk CLT dalam menerima beban.
Sedangkan,
perlakuan
kombinasi
ketebalan
lamina
diharapkan
dapat
mengefisienkan penggunaan kayu.
Perumusan Masalah
Pembuatan produk CLT merupakan perkembangan teknologi rekayasa
kayu untuk mengatasi keterbatasan dimensi yang dimiliki kayu cepat tumbuh
berdiameter kecil. Penggunaan kayu sebagai bahan struktural harus memenuhi
persyaratan tertentu menyangkut kekuatan, kekakuan, dan kestabilan struktur.
Oleh karena itu, penelitian ini mengkaji pembuatan CLT dengan variasi ketebalan
dan orientasi sudut lamina yang berbeda agar didapatkan CLT dari kayu jabon
(Anthocephalus cadamba) yang dapat memenuhi persyaratan sebagai bahan
struktural.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk memperoleh panel CLT
berkualitas tinggi dari kayu jabon (Anthocephalus cadamba).
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Mengetahui sifat fisis dan mekanis panel CLT dari kayu jabon.
2. Mengetahui pengaruh kombinasi tebal, orientasi sudut lamina, dan interaksi
antar keduanya terhadap sifat fisis dan mekanis panel CLT.
3. Mengetahui kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina panel CLT
yang menghasilkan nilai terbaik.
3
Hipotesis Penelitian
Hipotesa yang diajukan pada penelitian ini adalah:
1. Faktor kombinasi tebal lamina mempengaruhi karakteristik panel CLT.
2. Faktor orientasi sudut lamina mempengaruhi karakteristik dari panel CLT.
3. Interaksi antara kombinasi tebal lamina dan orientasi sudut lamina
mempengaruhi karakteristik panel CLT.
Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan alternatif
penggunaan kayu dari hutan rakyat sebagai bahan konstruksi dalam produk panel
CLT dan dapat meningkatkan peluang pengembangan kayu dari hutan rakyat
untuk produk kayu bangunan.
TINJAUAN PUSTAKA
Cross Laminated Timber (CLT)
Pengertian
Cross laminated timber (CLT) atau kayu laminasi bersilang merupakan
salah satu produk kayu rekayasa yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah
lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lainnya
dan kemudian direkatkan. CLT merupakan produk untuk penggunaan konstruksi
dalam perpindahan beban (Associates 2010).
CLT pertama dikembangkan di Swiss pada tahun 1970-an, CLT sebagai
salah satu rekayasa panel kayu yang menarik dan inovatif. CLT merupakan
perkembangan dari teknologi kayu lapis, yaitu penyusunan lapisan silang dari
veneer, dimana CLT disusun dari kayu secara bersilang dengan mendistribusikan
kekuatan sepanjang serat kayu pada kedua arah (Wood Naturally Better 2010).
CLT dibuat dengan menyusun lamina dari kayu secara bersilangan antara
satu lapisan dengan lapisan lainnya. Hasilnya adalah bahan prefinished (opsional)
yang dimensinya stabil, mampu mencakup bentang besar, mengurangi limbah
konstruksi, meningkatkan air tightness (kedap udara), dan mudah didirikan,
seperti Gambar 1.
Gambar 1 Bentuk panel cross laminated timber (CLT)
Sumber: Kreuzlagenholz, Pinzip (2010)
CLT diproduksi dengan 3 sampai 7 lapisan kayu atau papan yang disusun
satu sama lain secara bersilangan dan direkatkan bersama dengan tekanan hidrolik
pada seluruh bagian permukaan atau dapat dengan dipaku. Setiap lapisan terdiri
dari papan dengan berbagai ketebalan laminasi. Ketebalan panel CLT biasanya
5
dalam kisaran 5 cm, tetapi panel dengan tebal 50 cm dapat dibentuk. Ukuran lebar
panel berkisar antara 120-300 cm dan panjangnya berkisar 400-1500 cm
(Perkins dan McCloskey 2010).
Menurut Frangi et al. (2006), produk CLT atau dikenal juga sebagai
produk X-Lam adalah salah satu konstruksi kayu besar prafabrikasi yang
digunakan untuk konstruksi menahan beban seperti dinding dan rakitan untuk
lantai. Produk X-Lam telah menjadi semakin populer tidak hanya untuk
perumahan tetapi juga untuk kantor dan bangunan industri khususnya di Negara
Austria dan Italia. Produk X-Lam diperoleh dengan cara menyusun papan secara
bersilang dan direkatkan di atas seluruh permukaan papan secara bersamaan.
Tergantung pada tujuan dan permintaaan kebutuhan, produk X-Lam tersedia
dengan 3, 5, 7, atau lebih lapisan papan. Lebar papan tunggal biasanya bervariasi
antara 80 dan 240 mm, dengan ketebalan antara 10 dan 35 mm.
Penggunaan
Produk CLT ini sebagian besar digunakan untuk membentuk elemen
lantai, dinding, dan elemen atap. Biasanya dibuat panel hingga panjang 18 m,
yang digunakan untuk struktur panel atap, dinding, dan panel lantai yang mampu
mencakup panjang hingga 8 m. Produk CLT dapat dibentuk untuk penggunaan
jendela, pintu, dan fitur arsitektur yang dibuat melengkung dengan radius
minimum 8 m (Wood Naturally Better 2010).
Menurut Binderholz (2010), penggunaan dari produk CLT yaitu:
1. CLT untuk elemen dinding
Elemen dinding dari produk CLT dapat memenuhi beban statis, penguatan
dan pencegahan kebakaran. Kontruksi CLT untuk elemen dinding dapat
memenuhi standar pemanasan isolasi dan kemampuan untuk mengurangi
tingginya kepadatan ruangan,
hal ini mengakibatkan kenyamanan dan
keseimbangan kondisi udara dalam ruangan.
2. CLT untuk elemen langit-langit
Membangun langit-langit dengan produk CLT tidak hanya memiliki
keunggulan konstruktif seperti metode konstruksi berdiri sendiri, komponen
6
dimensi yang stabil, ketahanan api yang memadai dan kedap suara, tetapi juga
menyediakan permukaan yang rata.
3. CLT untuk elemen atap
CLT dapat digunakan untuk semua jenis atap, dengan demikian
impermeabilitas hujan dan finished visible surfaces pada bagian dalam secara
cepat dapat terjadi. Konstruksi atap seperti produk CLT dari BBS memberikan
elemen atap yang aman, kuat dan memenuhi beban statis. Gambar 2
memperlihatkan penggunaan CLT untuk elemen dinding, langit-langit, dan atap.
Gambar 2 Penggunaan CLT untuk elemen dinding, langit-langit, dan atap
Sumber: Binderholz. 2010
Keunggulan
Menurut Wood Naturally Better (2010) keunggulan produk CLT ini adalah
kekuatan dan keseragaman sifatnya. Setiap panel terdiri dari lapisan kayu yang
bersilangan satu sama lain. CLT juga memiliki sifat kedap suara, kualitas estetika
tinggi yang menarik bagi arsitek dan desainer. Keunggulan produk CLT lainnya
antara lain:
1. Lingkungan, CLT yang digunakan dari kayu yang dihasilkan dari alam dan
dipengaruhi oleh lingkungan dan merupakan sumber energi yang terbarukan.
7
2. CLT dapat meminimalkan cacat yang ada pada kayu sehingga dapat
mengurangi biaya konstruksi.
3. Ketahanan terhadap api, CLT memberikan keuntungan yang signifikan dalam
hal perlindungan terhadap api dibandingkan dengan produk dari bahan beton
atau baja, karena ketahanan terhadap penyebaran dan stabilitas struktural dari
ketebalan yang signifikan pada kayu solid.
4. Penampilan dan akustik, CLT untuk panel dinding dengan eternit akan
memberikan nilai akustik.
5. Pemeliharaan, CLT dirancang dan didesain dengan benar, sehingga panel CLT
sedikit atau tidak ada pemeliharaan.
Keunggulan dalam penggunaan produk panel CLT menurut Perkins dan
McCloskey (2010) antara lain:
1. Biaya efektif
-
Pemasangan untuk bangunan konstruksi lebih cepat karena merupakan
elemen prafabrikasi.
-
Pengurangan limbah di tempat proses pemasangan untuk elemen dinding,
lantai, dan atap dapat dikurangi.
-
Pemasangan lebih mudah di tempat pipa air, listrik, dan saluran.
2. Keunggulan kinerja bangunan
-
Kedap suara: karena perlindungan akustik yang melekat pada elemen
massa kayu.
-
Kekuatan beban bergerak seperti gempa bumi. Pemerintah Jepang telah
melakukan tes gempa bumi pada CLT dengan faktor skala 12 Richter.
-
Stabilitas dimensi: pengaruh dari multi-lapisan papan, sifat kembang susut
dapat dihindari.
3. Dampak terhadap lingkungan kecil
-
CLT memiliki potensi untuk menjadi elemen penting dalam konstruksi
bangunan yang seluruhnya terbuat dari kayu, dengan sifat positif
mengurangi emisi karbon dan penyimpanan karbon karena kayu berasal
dari sumber yang terbarukan atau lestari.
8
Proses Pengolahan
Kayu yang akan digunakan dikeringkan pada kilang pengering hingga
mencapai kadar air ± 12% dan kemudian permukaan kayu dihaluskan. Papan atau
lamina tersebut dilaminasi secara bersilangan satu sama lain dan direkatkan
dengan perekat di bawah tekanan. Panel CLT dapat dibuat sampai dengan panjang
45 - 152 cm dan tebal 5 – 60 cm, dengan lapisan 3, 5, 7, atau lebih. CLT biasanya
diproduksi dengan panjang maksimum 16,50 m, lebar maksimum 2,95 m, dan
ketebalan maksimum 0,50 m (KLH Massivholz GmbH 2010).
Penelitian Produk CLT di Luar Negeri
Beberapa penelitian CLT di negara luar seperti pada Negara Germany,
Switzerland, Swiss, London, Austrian, Japan, Italy dan negara lainnya antara lain:
1. Penelitian Dujic et al. 2008. Shear Capacity of Cross-Laminated Wooded
Walls. Tujuan dari penelitian ini adalah memberikan informasi kemampuan
geser dan kekakuan elemen dinding dari kayu yang dilaminasi silang. Hasil
penelitian menunjukkan nilai rata-rata E-modulus elemen dinding dengan
ukuran dimensi 30 x 30 x 9,4 cm pada pengujian pembebanan arah sejajar
(Ep,0) sebesar 898 kN/cm2 (8,98 x 104 kg/cm2) dan nilai rata-rata E-modulus
pembebanan arah tegak lurus (Ep,90) sebesar 443 kN/cm2 (4,43 x 104 kg/cm2),
kadar air rata-rata sebesar 12 ± 2%.
2. Wang et al. 2011. Manufacturing of Cross Laminated Timber (CLT).
Penelitian ini menggunakan tiga jenis perekat yaitu phenolic type (PRF),
emulsion polymer isocyanate (EPI), dan one-component polyurethane (PUR).
Ukuran CLT 2 x 2 ft dengan tiga lapisan yaitu 3, 5, dan 7 lapisan, dengan
tekanan yang digunakan 40 dan 120 psi. Pengujian delaminasi berdasarkan
metode CSA O112-06 dengan bentuk contoh uji silinder (d = 3,5 in). Hasil
pengujian daya tahan delaminasi paling tinggi secara berurutan yaitu jenis
perekat (PRF) dengan tekanan 40 psi sebesar 17,5-30,5%, perekat (PRF)
tekanan 120 psi sebesar 8-25%, perekat (EPI) tekanan 40 psi sebesar 3-16%,
perekat (EPI) tekanan 120 psi sebesar 4-13%, dan perekat (PUR) tekanan 120
psi sebesar 0,5-2,5%.
9
3. Lam F. 2011. CLT – Research and Testing at UBC. Hasil penelitian oleh Blab
and Gorlacher menghasilkan nilai kekuatan geser panel CLT berkisar antara
3,20-3,95 Mpa (32,64-40,29 kg/cm2). Penelitian Jeitler menghasilkan nilai
kekuatan geser antara 3,00-4,13 Mpa (30,6-42,13 kg/cm2).
4. ANSI American National Standards Institute. 2011. Standard for Performance
Rated Cross Laminated Timber. 75% Draft Standard PRG-320. Standar untuk
nilai kinerja produk Cross Laminated Timber. Kisaran nilai untuk MOE
sebesar 9,84-11,25 x 104 kg/cm2, MOR sebesar 128,97 – 243,54 kg/cm2,
kekuatan tekan sejajar serat sebesar 153,57-227 kg/cm2, dan keteguhan geser
sebesar 38,67-51,67 kg/cm2.
5. Penelitian Frangi et al. 2006. Natural Full-Scale Fire Test on a 3 Storey XLam
Timber Building. Penelitian ini menguji ketahanan api yang diberikan secara
sengaja untuk dapat diketahui kinerja bangunan tiga lantai yang terbuat dari
panel kayu X-Lam. Penelitian ini bertujuan untuk memberikan informasi
bahwa
penggunaan panel
kayu
X-Lam
sebagai
elemen
struktural,
meningkatkan penggunaannya untuk perumahan gedung bertingkat. Hasil
pengujian memperlihatkan api mulai menyala setelah 35 menit dan mulai
membesar setelah 45 menit, dan dipadamkan setelah 60 menit. Hasil ini
memperlihatkan api masih bisa diatasi lebih cepat sebelum api menyebar ke
bagian atas gedung. Hasil lain menunjukkan bahwa kemungkinan api
menyebar ke bagian gedung lainnya masih dapat diatasi, hal ini terlihat dari
gedung bagian atas tidak adanya asap dan tidak menimbulkan suhu yang
tinggi.
6. Yates et al. 2008. Design of an 8 Storey Resedential Tower from KLH Cross
Laminated Solid Timber Panels. Ada beberapa masalah atau resiko dalam
penggunaan kayu untuk bangunan bertingkat seperti resiko kebakaran,
pergerakan (movement), dan daya tahan (durability). Penelitian ini membahas
mengenai konstruksi bangunan kayu bertingkat dengan proses laminasi silang.
Hasil penelitian menunjukkan kekuatan bangunan dengan proses laminasi
silang (CLT) lebih tinggi dibandingkan bangunan kayu konvensional yaitu
sebesar 500 kg/m3 atau 50 kg/m2 untuk elemen panel dinding dengan tebal 100
mm.
10
Gambaran Umum Jenis Kayu
Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba)
Menurut Martawijaya et al. (1989), gambaran umum kayu jabon
(Anhtocephalus cadamba) mengenai taksonomi, morfologi, penyebaran, dan
kegunaan yaitu:
Taksonomi
Taksonomi dari tanaman Anthocephalus cadamba sebagai berikut :
Dunia
: Plantae
Kelas
: Dicotyledonae
Suku
: Rubiaceae
Marga
: Antochephalus
Jenis
: Anthochephalus cadamba
Nama Lain
: Anthocephalus chinensis (Lamk.) A. Rich. ex Walp. syn.
Anthocephalus cadamba Miq, famili Rubiaceae
Nama umum : jabon, jabun, hanja, kelampeyan, kelampaian (Jawa); galupai.
galupai
bengkal,
harapesn,
johan,
kalampain,
kelampai,
kelempi, kiuna, lampaian, pelapaian, selapaian, serebunaik
(Sumatera).
Morfologi
Dibandingkan dengan jenis-jenis kayu yang lain, kayu jabon merupakan
jenis kayu yang pertumbuhannya sangat cepat, tinggi pohon jabon dapat mencapai
45 m dengan panjang batang bebas cabang 30 m, diameter sampai 160 cm,
berbatang silinders dan lurus, bertajuk tinggi dengan cabang mendatar, berbanir
sampai ketinggian 1,5 m, kulit luar berwarna kelabu sampai coklat, sedikit beralur
dangkal, kayunya berwarna putih kekuningan tanpa terlihat serat, yang sangat
baik dipergunakan untuk pembuatan kayu lapis maupun kayu gergajian. Tanaman
jabon mempunyai umur optimal berkisar 12 tahun tetapi pada usia 6-8 tahun
sudah dapat di tebang (Ǿ 30 up).
11
Penyebaran
Jabon (Anthocephalus cadamba) merupakan salah satu jenis kayu yang
pertumbuhannya sangat cepat dan dapat tumbuh subur di hutan tropis dengan
ekologi tumbuh pada ketinggian (0-1200 dpl), curah hujan (1250-3000 m/th),
perkiraan suhu (10 °C-40 °C), kondisi tanah dengan pH (4,5-7,5). Ditemui di
seluruh Sumatera, Jawa Barat, Jawa Timur, Kalimantan Selatan, Kalimantan
Timur, seluruh Sulawesi, Nusa Tenggara Barat, dan Irian Jaya.
Kegunaan
Kayu jabon dapat digunakan untuk korek api, slet (pinsil), dan sumpit
karena kayu jabon ringan, serat lebih halus sehingga proses pengerjaan
menggunakan mesin lebih mudah. Sebagai peti pembungkus atau peti kemas,
kayu jabon juga digunakan sebagai bahan kerajinan tangan berupa hiasan atau
mainan karena mempunyai sifat kayu yang lunak, serat lebih halus sehingga
mudah dalam pengerjaanya. Kayu jabon juga dapat digunakan sebagai bahan baku
kertas (pulp) dikarenakan mempunyai sifat kimia yang memiliki kandungan
selulosa cukup tinggi ± 52.4% dan panjang serat 1.979 µ. Kayu jabon sebagai
veneer atau bahan baku kayu lapis karena memiliki serat yang halus, berat kayu
tergolong ringan,