koefisien korelasi masing-masing sebesar 0,74 dan 0,73. Sifat kekerasan kayu mangium baik pada bidang tangensial maupun radial juga baik untuk diduga dengan menggunakan
nilai berat jenis, masing-masing dengan persamaan H
T
=
-176,4 + 1190BJ
dan H
R
Lebih lanjut peta sebaran distribusi hubungan sifat mekanis dengan nilai berat jenis dapat dilihat pada Gambar 12 dan 13 berikut.
= -
235,6 + 1204BJ
. Kedua persamaan ini baik untuk digunakan karena memiliki koefisien korelasi masing-masing sebesar 0,79 dan 0,81.
Gambar 12. Hubungan Berat Jenis dengan Kekuatan Lentur kiri dan Hubungan Berat Jenis dengan Kekuatan Geser Sejajar Serat kanan.
Gambar 13. Hubungan Berat Jenis dengan Kekuatan Tarik Tegaklurus Serat kiri dan Hubungan Berat Jenis dengan Kekerasan Bidang Tangensial dan Radial kanan.
Nilai berat jenis mangium yang diteliti ternyata kurang baik untuk dipergunakan sebagai penduga nilai modulus elastisitas lentur dan kekuatan tarik sejajar serat.
Persamaan regresi untuk kedua sifat tersebut hanya memperoleh koefisien korelasi sebesar masing-masing 0,62 dan 0,66 dari prediktor berat jenis masing-masing. Meski
contoh uji berupa sortimen contoh kecil bebas cacat, namun variabilitas krakteristik alami jenis mangium diduga menyebabkan hubungan yang tidak tinggi. Mangium dikenal
memiliki cacat berupa mata kayu lebih banyak dibanding jenis lainnya, sehingga menyebabkan susunan dan arah serat berbeda dengan kayu jenis lainnya sehingga
mempengaruhi kekakuannya. Dalam hal sifat kekuatan tarik sejajar serat, rendahnya hubungan mungkin disebabkan adanya kesulitan dalam proses pembuatan contoh uji yang
benar-benar sesuai dengan ukuran contoh uji terutama pada bagian tengah yang memerlukan keahlian khusus, sehingga terdapat kemungkinan adanya ketidak-akuratan
dalam pengukuran dan hasil yang diperoleh. Koefisien variasi CoV bagi rataan nilai kekuatan tarik sejajar dan tegak lurus serat sama-sama cukup tinggi, yakni sekitar 21
Tabel 19, namun korelasinya terhadap berat jenis memberi hasil yang lebih baik pada kekuatan tarik tegaklurus serat. Patut dipahami bahwa bagian kritis titik putus dari
contoh uji pengujian kekuatan tarik sejajar serat lebih tipis dan kecil dibandingkan dengan pengujian kekuatan tarik tegaklurus serat, dan hal ini memberikan korelasi yang berbeda
terhadap berat jenisnya. Perbandingan persamaan regresi nonlinear antara berat jenis dan sifat mekanis
dengan formula RSNI 2002 dapat ditabulasikan sebagai Tabel 21 berikut:
Tabel 21. Regresi Nonlinear dan Nilai Sifat Mekanis yang Diperoleh Parameter
RSNI 2002 dan Nilai sesuai Tabel Nilai Kuat Acuan
Hasil Penelitian Formula
Hasil kgfcm
2
Formula Hasil kgfcm
2
MoE pada G = 0,57 16.000G
108.893 E11
0,71
120.510G 105.500
0,2293
Kuat lentur tabel E11
202,88 -
884,57
Kuat tarik sejajar tabel E11
192,74 -
1.360
Kuat geser tabel E11
45,65 -
112,84
Tabel 21 memperlihatkan formula perolehan nilai MoE berdasar formula RSNI 2002 menghasilkan nilai yang tidak terlalu jauh berbeda dengan nilai hasil yang
sebenarnya untuk jenis yang diteliti, yakni hanya selisih 3,11. Namun, untuk nilai kuat lentur, kuat tarik sejajar serat dan kuat geser pada RSNI 2002 menunjukkan nilai yang
sangat rendah dibanding nilai sebenarnya untuk jenis mangium ini. Hal ini bisa diartikan mangium memiliki nilai lebih, khususnya pada ketiga sifat yang disebut terakhir, bila
diterapkan pada kode mutu E11. Namun disisi lain, selisih yang demikian tinggi juga dapat berarti masukan dan pembanding yang perlu diperhatikan bila ingin meninjau Tabel
RSNI 2002 lebih lanjut.
2. Strength Ratio, Tegangan Ijin dan Kuat Acuan Berdasar Kenampakan Visual
Balok Mangium
Hasil pengamatan menunjukkan terdapat beberapa nilai tambah dari kayu mangium umur 17 tahun ini, antara lain adalah warna kayu, lebih stabil karena tidak
mudah pecah, pingul minimal dan tidak terdapat kendala pada proses pengeringan. Warna kayu mangium 17 tahun sangat jelas berbeda, yakni lebih gelap dibanding umur
yang lebih muda. Warna yang lebih gelap membuat permukaan mangium menjadi lebih eksotis karena unsur dekoratifnya muncul lebih jelas, sebagaimana tampak pada Gambar
14 berikut. Bahan panel dinding, kayu glulam ataupun perkakas meubel akan tampak eksotik bila menggunakan mangium 17 tahun ini. Disamping itu, kestabilan kayu juga
lebih terjaga, terbukti dengan balok hasil pengolahan yang tidak memiliki pecah ujung atau retak cacat khas mangium muda, meski mata kayu tetap merupakan cacat yang
tidak terhindarkan. Karena diameter kayu yang cukup besar yakni diperoleh diameter batang 33 – 62 cm dengan rataan 40 cm maka cacat kayu pingul dapat lebih mudah
dihindari. Proses pengeringan kayu mangium 17 tahun dengan tanur pengering juga tidak mengalami kendala dan kualitas hasil pengeringan tidak mengalami cacat akibat
pengeringan.
a. Mangium 17 tahun b. Mangium 10 tahun Gambar 14. Perbedaan Warna Kayu Mangium Umur 17 dan 10 Tahun.
Hasil pengujian terhadap 30 balok mangium ukuran 5 x 12 cm dengan mengunakan ASTM D-245 2008 menghasilkan nilai Strength Ratio SR rataan sebesar
75,76. Nilai rataan SR tersebut diambil dari SR minimum yang terjadi pada bagian balok yang diukur. Tiap balok diukur SR-nya berdasarkan ukuran cacat mata kayu yang
didapat dari persamaan regresi linear yang dibuat dari Tabel 2 untuk kedua muka tebal
dimana x = ukuran mata kayu mm dan y = SR pada kolom lebar muka sempit 51 mm, Tabel 3 untuk kedua muka lebar bagian 13 tengah bentang dimana x = ukuran mata
kayu mm dan y = SR pada kolom muka lebar 127 mm dan Tabel 4 untuk kedua muka lebar bagian sisi kiri dan kanan bentang, dimana x = ukuran mata kayu mm dan y = SR
pada kolom muka lebar 127 mm, dimana tabel tersebut adalah Tabel 2 - 4 ASTM D-245 2008. Lampiran 3 merincikan hasil perhitungan SR tersebut. Bagian ujung tidak dinilai
karena semua ujung berkualitas baik. Nilai SR dan jumlah batang terangkum dalam Tabel 22 berikut.
Tabel 22. Strength Ratio 30 Balok Mangium Berdasar Cacat Mata Kayu SR
Nilai Jumlah Balok batang dalam Kisaran SR
50 - ≤62
˃ 62 - ≤80
˃ 80 Minimum
52,29 Maksimum
98,44 3
18 9
Rataan 75,76
Nilai SR untuk 30 balok terinci pada Lampiran 19, dan nilai tersebut diperoleh seluruhnya dari pengamatan terhadap cacat mata kayu, sedangkan pecah ujung, retak dan
kemiringan serat tidak diperhitungkan karena dibawah nilai yang harus diperhitungkan sesuai ASTM D-245 2008. Rasio kekuatan merupakan perbandingan antara kayu
lengkap dengan cacatnya terhadap kekuatan kayu tersebut bila tanpa cacat, dan dapat pula dikatakan perbandingan antara allowable stress dengan basic stress Mardikanto et al.,
2011. Selanjutnya dengan ASTM D-245 2008 dapat dihitung tegangan ijin untuk kayu
mangium dengan mengalikan nilai sifat mekanis CKBC mangium tersebut dengan beberapa faktor penyesuaian. Tabel 23 menunjukkan hasil tegangan ijin kayu mangium
yang diteliti.
Tabel 23. Tegangan Ijin 30 Balok Mangium Berdasar Nilai CKBC ASTM D-245 2008. Sumber data
Fb Ft
Fc Fv
Fc
┴
Hasil penelitian kgfcm
2
884,57 1.367,56
402,13 112,84
93,46 R
0,05
kgfcm
2
719,16 716,64
337,73 74,76
71,86 Adjusment Factor
0,43 0,43
0,47 0,43
0,59 Size Factor
1 1
1 1
1 Tegangan Ijin Minimum kgfcm
2
163,49 162,92
84,08 16,99
22,49 Tegangan Ijin Maksimum kgfcm
2
307,79 306,72
158,31 31,99
42,35 Tegangan Ijin Rataan kgfcm
2
236,892 236,06
121,84 24,62
32,59
Keterangan: Fb = Kuat lentur, Ft = Kuat tarik serat, Fc = Kuat tekan serat, Fv = Kuat geser serat, Fc
┴
= Kuat tekan tegaklurus serat, Nilai SR Strength Ratio per balok tidak dicantumkan karena tiap balok
memiliki SR masing-masing dan telah tercantum dalam Lampiran 19.
Jenis mangium sangat kritis terhadap cacat mata kayu, sedang jenis cacat lainnya tidak begitu tampak. Retak, pingul, gubal atau bagian yang lapuk tidak ditemui pada
balok contoh uji, karena umur kayu yang tua dan berasal dari diameter yang besar. Pengamatan terhadap cacat kayu mata kayu untuk menentukan kelas mutu berdasar
pemilahan secara visual sesuai R-SNI 2002 dapat digambarkan dalam Tabel 24 berikut: Tabel 24. Jumlah Balok Ukuran 5x12cm, Kelas Mutu dan Kuat Acuan MoE Berdasar
Pemilahan Secara Visual RSNI 2002 Kelas
Mutu Muka
Lebar Muka
Sempit Hasil Akhir
Rasio Tahanan
Kuat Acuan MoE, dalam MPa
A 24
17 14
0,80 8.090
B 8
1 4
0,63 6.371
C 1
15 15
0,50 5.056
Jumlah 33
33 33
- -
Rataan MoE proporsional berdasar jumlah dan kelas mutu 6.502
Kode Mutu berdasar nilai rataan MoE E10
Keterangan: Kuat Acuan MoE estimasi = 16.000G
0,71
x Rasio Tahanan MPa. G = 0,524. KA = 16,59.
Tabel 24 diatas menunjukkan bahwa balok mangium yang diteliti sebagian besar berkelas mutu A pada muka lebar, dan kelas mutu A dan C berimbang pada muka sempit,
sehingga pada hasil akhir juga berimbang pada kelas mutu A dan C. Setelah dihitung modulus elastisitas lentur sebagai nilai untuk menentukan kuat acuan diperoleh kode
mutu balok yang diteliti yang rata-rata berada dibawah kode mutu E10. Rendahnya kode mutu disebabkan nilai G berat jenis yang diperoleh dari nilai berat jenis CKBC,
sehingga bila dihitung G dari balok kemungkinan akan lebih besar.
3. Nilai Kekakuan CKBC dan Balok Mangium Melalui Beberapa Jenis Alat Uji
Jenis pengujian yang dilakukan adalah kekakuan dan kekuatan lentur baik dalam bentuk CKBC maupun balok, dengan peralatan uji non-destructive test Sylvatest-Duo
dan MPK Panter dan peralatan uji destruktif UTM Instron dan Shimadzu. Nilai hasil pengujian kadar air, kerapatan, kecepatan gelombang ultrasonik, modulus
elastisitas dinamis dan statis serta kekuatan lentur dapat diuraikan seperti tercantum dalam Tabel 25, yang memberikan gambaran nilai MoE
d
lebih tinggi 134 dibandingkan MoE
s
pada sortimen CKBC, sementara pada sortimen balok MoE
d
lebih tinggi masing- masing sebesar 14 dan 223 bila dibanding pengujian statis dengan alat Panter dan
Shimadzu. Untuk jenis kayu dan sortimen CKBC yang sama namun berumur lebih muda, Karlinasari 2005 memperoleh perbedaan antara pengujian dinamis dengan statis sebesar
