Waktu dan Tempat Penelitian Pengolahan Data

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan September sampai dengan bulan November 2010 di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu dan Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

3.2 Bahan dan Alat

1. Alat Penelitian

Alat yang digunakan dalam pengujian sifat fisis adalah kaliper, oven, timbangan elektrik dan desikator. Alat untuk pengujian sifat mekanis adalah Universal Testing Machine merek Amsler dan Instron.

2. Bahan Penelitian

Bahan utama dalam penelitian ini adalah kayu Kawista yang berumur ± 40 tahun dengan diameter 40 cm. Pohon diambil dari pekarangan rumah warga Kampung Nggaro Kumbe, Kelurahan Rabadompu Timur, Kecamatan Rasanae Timur, Kota Bima, Provinsi Nusa Tenggara Barat. Pohon tersebut ditebang pada ketinggian 10-15 cm di atas permukaan tanah. Kemudian batang bebas cabang ± tiga meter dipotong menjadi 3 bagian pangkal, tengah dan ujung, masing- masing sepanjang satu meter Gambar 1. Dari masing-masing potongan tersebut dibuat balok berukuran 7cm x 7cm x 50cm dan 5cm x 5cm x50 cm masing- masing enam buah. Seluruh balok di bawa ke Bogor untuk bahan pembuatan contoh uji. a b Gambar 1 Pohon Kawista a, skema pemotongan batang pohon Kawista untuk sumber pembuatan contoh uji b.

3.3 Prosedur Kerja

Penelitian dilaksanakan dengan tahapan sebagai berikut:

1. Persiapan Bahan Baku

Contoh uji untuk setiap pengujian sifat fisis dan sifat mekanis kayu dibuat berdasarkan American Society for Testing and Materials ASTM. Bahan untuk pembuatan contoh uji sifat fisis adalah balok berukuran 7cm x 7cm x 50cm balok tersebut dipotong ke arah lebar dan tebal sehingga menjadi ukuran 5cm x 5cm x 50 cm. Selanjutmya balok tersebut dibagi menjadi 10 bagian ke arah panjang menjadi balok kecil yang masing-masing berukuran 5cm x 5 cm x 5cm Gambar 2. 5 cm Ujung 1 m Tengah 1 m Pangkal 1 m 5 cm Gambar 2 Potongan balok untuk pengujian sifat fisis. Balok di atas digunakan untuk membuat contoh uji dengan rincian sebagai berikut: a. Untuk pengujian kerapatan, berat jenis, dan kadar air titik jenuh serat: 4cm x 4cm x 4cm ulangan tiga buah Gambar 4. b. Untuk pengujian penyusutan, baik susut longitudinal, susut radial maupun susut tangensial: 4cm x 4cm x 1 cm ulangan tiga buah Gambar 4. Sementara itu, untuk pengujian sifat mekanis contoh uji dibuat dari balok berukuran 5cm x 5cm x 50cm. Kemudian balok tersebut dibagi empat ke arah panjang sehingga terbentuk balok berukuran 2,5cm x 2,5cm x 50 cm Gambar 3. Kedua ujung balok tersebut dipotong masing-masing sepanjang 4,5cm sehingga masing-masing menjadi berukuran 2,5cm x 2,5cm x 41 cm Gambar 5. Gambar 3 Potongan balok untuk pengujian sifat mekanis. Balok tersebut digunakan antara lain sebagai berikut: a. Untuk pengujian modulus elastisitas dan pengujian teguhan lentur: 2,5cm x 2,5cm x 41cm ulangan tiga buah. b. Untuk pengujian keteguhan tekan: 2,5cm x 2,5cm x 10cm ulangan tiga buah Gambar 6. c. Untuk pengujian kekerasan: 5cm x 5cm x 10cm ulangan tiga buah Gambar 7. d. Untuk pengujian ketahanan belah: 2cm x 2cm x 5cm ulangan tiga buah Gambar 8. 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 5 cm 2,5 cm 2,5 cm 41 cm

2. Pelaksanaan Pengujian

a. Pengujian Sifat Fisis

Sifat fisis yang diuji meliputi kadar air titik jenuh serat, penyusutan, kerapatan dan berat jenis. Contoh uji yang awalnya berukuran 5 cm x 5 x cm x 5 cm kemudian dipotong-potong per segmen menjadi segmen melintang, radial, dan tangensial. Ukuran masing-masing segmen adalah 4 cm x 4 cm x 0,5-1 cm dan digunakan untuk pengujian penyusutan kayu ASTM D143 2005. Sampel sisa digunakan untuk pengujian kadar air, kerapatan dan berat jenis kayu Gambar 2 Wahyudi et al. 2008. 5 cm 5 cm 5 cm A A1 A2 A3 A4 Gambar 4 Tahapan pembuatan contoh uji sifat fisis, sampel awal A, sample sisa A1, sampel susut longitudinal A2, sampel susut tangensial A3, sampel susut radial A4. L R L T T R

1. Kerapatan dan BJ kayu

Contoh uji ditimbang berat BA dan diukur volumenya VA, lalu dimasukkan ke dalam oven 103±2°C hingga konstan untuk mendapatkan berat dan volume kering tanurnya BKT dan VKT Wahyudi et al. 2008. Pengukuran volume kayu dilakukan menggunakan prinsip Archimedes. Kerapatan dan BJ kayu serta kadar air titik jenuh seratnya KA-TJS diperoleh dengan persamaan berikut: Kerapatan = BA VA BJ Kayu = BKT VA kerapatan air KA-TJS = SV dari basah ke kering tanur BJ Dimana: SV = Susut volume BJ = Berat jenis

2. Penyusutan

Penyusutan yang diuji pada penelitian ini adalah penyusutan masing- masing dimensi yaitu dimensi radial, tangensial dan longitudinal, dari kondisi basah ke kering tanur. Pengukuran dimensi dilakukan menggunakan kaliper. Besarnya penyusutan masing-masing dimensi untuk seluruh kondisi dihitung dengan rumus: Penyusutan = D i1 – D i2 D i1 x 100 Dimana: Di1 = Dimensi awal mm Di2 = Dimensi akhir mm i = Radial, tangensial dan longitudinal.

b. Pengujian Sifat Mekanis

Pengujian sifat mekanis yang dilakukan adalah keteguhan lentur statis, keteguhan tekan sejajar serat, kekerasan, dan ketahanan belah.

1. Keteguhan Lentur Statis

Pengujian keteguhan lentur statis dilakukan menggunakan tehnik one point loading dengan jarak bentang 36 cm Gambar 5. Pembebanan dilakukan di tengah bentang ASTM D143 2005. Beban 2,5 cm 2,5 cm 41 cm Gambar 5 Bentuk dan ukuran contoh uji keteguhan lentur statis. Besarnya Modulus of Elasticity MOE dan Modulus of Rupture MOR ditentukan dengan rumus: MOE = Δ PL 3 4 Δ ybh 3 MOR = 3 PmaksL 2bh 2 Dimana: MOE = Modulus of Elasticity kgcm 3 MOR = Modulus of Rupture kgcm 2 ΔP = Perubahan beban yang terjadi dibawah batas proporsi kg L = Jarak sangga cm Δy = Perubahan defleksi akibat beban cm b = Lebar contoh uji cm h = Tebal contoh uji cm

2. Keteguhan Tekan Sejajar Serat

Pembebanan dilakukan secara perlahan-lahan sampai contoh uji mengalami kerusakan. Arah pembebanan sejajar dengan arah serat pada kedudukan contoh uji vertikal ASTM D143 2005. Besarnya keteguhan tekan sejajar serat dihitung dengan rumus: σ tk = P maks A Dimana: σ tk = Keteguhan tekan sejajar serat kgcm 2 P maks = Beban maksimum kg A = Luas penampang cm 2 2,5 cm 10 cm 2,5 cm Gambar 6 Bentuk dan ukuran contoh uji tekan sejajar serat.

3. Kekerasan

Pengujian dilakukan dengan membebankan setengah bola baja, masuk ke dalam kayu ASTM D143 2005. Kekerasan kayu dihitung dengan rumus: H = P maks A Dimana: H = Kekerasan kayu kgcm 2 P maks = Beban maksimum kg A = Luas penampang cm 2 10 cm Gambar 7 Bentuk dan ukuran contoh uji kekerasan.

4. Ketahanan Belah

Pengujian dilakukan dengan cara menarik contoh uji pada bidang belahan secara perlahan-lahan. Tarikan dilakukan dengan alat Universal Testing Machine Amsler sampai kayu mengalami kerusakan ASTM D143 2005. Nilai keteguhan belah dapat dihitung dengan rumus: CR = P maks B Dimana: CR = Keteguhan Belah kgcm P maks = Beban maksimum kg B = Lebar bidang belah cm Gambar 8 Bentuk dan ukuran contoh uji ketahanan belah.

3.4 Pengolahan Data

Data sifat fisis dan mekanis kayu Kawista hasil pengujian dianalisis menggunakan Microsoft Excel 2007, kemudian dilanjutkan dengan Analysis of Varian Anova dengan Rancangan Acak Lengkap RAL dan uji lanjut Duncan 2 cm 5 cm 2 cm 1, 5 cm 5 cm 5 cm menggunakan SAS 9.1. Berdasarkan data hasil pengujian sifat fisis dan mekanisnya, khususnya berat jenis, keteguhan lentur mutlak dan keteguhan tekan sejajar serat ditentukan kelas kuat kayu Kawista dengan mengunakan penentuan tabel Kelas Kuat dari Martawijaya et al 1981 sebagaimana disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Kelas kuat kayu Kelas Kuat Berat Jenis Keteguhan Lentur Mutlak kgcm 2 Keteguhan Tekan Mutlak kgcm 2 I 0.90 1100 650 II 0.60 – 0.90 725 – 1100 435 - 650 III 0.40 – 0.60 500 – 725 300 - 435 IV 0.30 – 0.40 360 – 500 215 – 300 V 0.30 360 215 Sumber : Martawijaya et al 1981. Dengan merujuk kepada Abdurrahim et al. 2004 dan pustaka lainnya, akan diidentifikasi jenis-jenis kayu perdagangan yang sifat fisis dan sifat mekanisnya mirip dengan kayu Kawista. Hal ini dimaksudkan untuk melengkapi informasi tentang potensi pemanfaatan kayu Kawista.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisis

1. Kadar Air Titik Jenuh Serat

Secara umum kayu Kawista memiliki nilai kadar air titik jenuh serat KA- TJS rata-rata sebesar 26,80 . Hasil perhitungan nilai kadar air pada kondisi kadar air titik jenuh serat kayu Kawista disajikan pada Gambar 9. Gambar 9 Kadar air titik jenuh serat kayu Kawista pada bagian pangkal P, tengah T dan ujung U batang. Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa kadar air titik jenuh serat kayu Kawista sama, baik pada bagian pangkal, tengah maupun ujung Lampiran 3. Haygreen dan Bowyer 1996 menyatakan bahwa nilai kadar air titik jenuh serat biasanya 30 . Dengan demikian, kadar air titik jenuh serat kayu Kawista 26,80 termasuk kayu dengan kadar air titik jenuh serat yang relatif kecil.

2. Kerapatan

Kerapatan rata-rata kayu Kawista adalah 1,24 gcm 3 . Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa kerapatan kayu Kawista sama, baik pada bagian pangkal, tengah maupun ujung Lampiran 3. Hasil perhitungan nilai kerapatan kayu Kawista disajikan pada Gambar 10. 27.69 27.20 25.51 24 24.5 25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 P T U KA T J S Bagian Batang