Pengaruh Pemadatan Arah Radial Disertai Suhu Tinggi Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Agatis (Agathis loranthifolia Salisb) dan Sengon (Paraserianthes falcataria (L.) Nielsien)
Sigit Murhofiq. E02496053. PENGARUH PEMADATAN ARAH RADIAL DISERTAI SUHU
TINGGI TERHADAP SIFAT PISIS DAN MEKANIS KAYU AGATIS (Agatlris loruntlzifolirr
- Salisb. ) DAN
SENGON ( Prrrr~seriurrtlresfrrlcr~tfrriu(I,.) Nielsen ). Di hawah himbingan : Prof.
Dr. h:Dodi Nandika, MS dan Prof. 11: Surjono Surjoliusun~o,MSP, PhD.
Menurunnya polensi kayu daun lebar dari llutan alaln lropis Indonesia merupakan kenj~ataan
yaiig tidak dapat dipungkiri lagi. Eksploitasi hutan a!am dalam beberapa dekade terakldr ini telali
l~~ci~gakibatka~i
penurunan produltsi log dari 17,3juta in3 pada tahun 199411995 iilenjadi 15,6jufa ~n3
pada lal~un 199711998 ( Karlodihardjo, 1999). Pel~~erixilali
sebellarnya sudali ii~engantisipasi
kekurangai~ pasokan kayu tersebut dengan mei~ibanguii Hutan Tanaman Industri inaupun
illel~ggalakkanpel~ibanynanhutan rakyat. Di inasa depan, kayu-kayu yang berasal dari liulan
tanaman ini menjadi tuilipuan untuk mensuplri kebutu!lan kayu Indonesia. Berbeda dengan kayu dari
hula11 alam, kayu dari Initan tanallian umumnya lnerupakan jenis-jenis cepat luliibuh berkerapatan
rendall dan lunak, ter~nasukkayu agatis (Agntl?is lornnthijolia Salisb. ) dell seligon ( l'ornserimilhes
kekuataunya
fnlcalnria (L.) Nielsen ). Hal ini berpengaruh terhadap sirat-sifat kayu tersebut, lemtai~~a
(Shepard, 1982 ), sehingga perlu upaya untuk lnemperbaiki sifat lnekanisnya sebagai allernatif untuk
~nenggantikanhngsi kayu daun lebar sebagai bahan untuk lantai, ifilerior, hnnrllools, dan niebel
(Inoue, 1996) illanpun untuk aplikasi kayu konstruksi ( Toinlne el a/., 1998 ). Selnel~larailu dalaln
beberapa tahun terakllir ini teknologi penladatan kayu (ivood de1isiJcatio17) telali berkeilibang untuk
ineningkatkan sifat fisis dan mekanis kayu.
Suatu penelitian teluh dilakukan untuk mengetal~uipengamh proses pel~ladatai~
papal1 agatis
dan seligon pada arall radial disertai sullu tinggi terhadap sifat fisis dan mekanisi~ya.Papan tangensial
berukuran 30 cm (L) x 10 cm (T) x 2 cni (R) dari kedua jenis kayu tersebut direndain di dalam air
hingga jenuh air, ke~nudiandikenipa pada suhu 100°C selal~ia15 menit, pada arah radial salnpai
ketebalan 1 cm. Tebal dau berat kayu terpadatkan diukur pada kondisi kering oven. Kayu tersebut
keinudian dipanaskan pada suhu 170 dan 190 O C selania 2, 4, 8, dan 16 jam untuk mengurangi
pemulihan tebalnya. Selanjutnya kerapatan, MOE, dan MOR papan terpadatkan tersebut diuji
berdasarkan standar JIS Z 2113, sedangkan kekerasan dan keteyhan tekan sejajar sera1 papan
terpadatkan diuji berdasarkan standar BS 373. Seinentara itu pengujian daya dukuug baut mengacu
pade standar ASTM D 5764 - 95.
Hasil penelitian menunjukkan ballwa pemadalan kayu agatis pada arah radial dengan
persentase penladatan 50 % memerlukan w&tu keinpa enaln jain dcngan besar tekanan kenipa 22
bar, sedangkan kayu sengon memerlukan n~aktupe~nadatandelapan jam dengall besar tekanan kenipa
12 bar. Menurul Rzadkwoska ( 1983 ) lama pemadatan suatu kayu dipengamld oleh jeiiis kayu,
plastisitas kayu, kadar air dan laju tekanan kempa. Seinentara itu perlakuali peiiianasan sullu tinggi
pada kayu agalis terpadatkan rnalilpu menuruukan peinulihan lebaI dari 68,43 % pada kayu
terpadatkan yallg tidak diberi perlakuan pemanasan rnenjadi llanya 5,46 % bila kayu terpadatkan
tersebut diberi perlakuan pemanasan sulm tingi. Sedang pada kayu sengon, pe~nanasansuhu tinggi
~l~alilpu
menurunan pemulillan tebal dari 75.77 % pada kayu terpadatkan tanpa perlakuan pemanasan
menjadi hanya - 6,26 % pada kayu terpadatkan yang diberi perlakuan pelilanasan.
Di piliak lain pelnadatan kayu agatis salnpai 50 % dari tebal semula lnampu ~neningkatkan
kerapatannya dari 0.41 gr/cm3 n~enjadi0.,9 gr/c1i13. Kayu sengon dengan kerapatan 0,23 gr/cmn3,
meningkat kerapatannya lnenjadi 0,48 !gr/cm3setelall dipadatkan.
Selnentara itu kekakuan kayu agatis meningkat dari 100.001 kg/cm2 pada kayu utuh meli?adi
183.104 kg/cm2 setelall dipadatkan. Delnikian juga pada kayu sengon, MOE kayu utuh dari 61.788
kg/cm2 meningkal luenjadi 120.647 kdcm2 pada kayu terpadatkau
h s i l pcnelitian juga r n e n u ~ ~ j u k bal~~va
l ~ ~ n kayl~agatis terpadatkan mcngalami pel~illgkatal~
nilai MOR lnenjadi 1.135 kg/cm2 dari 598 kglclli" pada kayu utu11. Hal yang sa111a terjadi pad8 kayl;
sengon, dill~allaMOR meningkat dari 475 kg/cm2 menjadi 73 1 kg/cm2 setelah dipadatkan.
Penladatan kayu ~nalllpulneningkatkan llilai kekerasan sisi tangensial kayu agatis ~ ~ ~ a u p u n
sengon bertumt-turut sebesar 376 % dan 229 % dibanding kayu utuhnya. Ser~icntaraitu kekerasall
u j u ~ ~kayu
g terpadatkan sedikit meningkat pada kayu agatis dall sengon bertumt-turut sebesar 119 %
dan 108 % dibanding kayu utuhnya.
Tegangan tekan sejajar serat kayu lerpadatkan meningkat 206 % pada kayu sengon dan 204 %
pada kayu agatis dibanding kayu ublmya. Pel~ingkataniui lebill besar dari liasil penelitian Perkitny
and Jablonski (1984), dimana dengan rnengynakan kayu y b a l Scots pine rnampu meningkatkan
tegangan tekan sejajar serat I50 % dari kayu utuhnya. Berdasarkan Kelas Kuat PKKI 1961, kayu
agatis utuh berada pada Kelas Kuat IV nalnun setelall dipadatkan dan juga dipanaskan naik lncnjadi
Kelas Kuat 11. Kayu sengon yang sebelulnnya terlnasuk Kelas Kuat V naik lilenjadi Kelas Kuat I1
setelah dipadatkan. Sejalan dengan itu daya dukung baut kayu agatis dan sengon terpadatkan
lneningkat berturut-turut menjadi 200 % dan 315 %.
Berdasarkan pelnbagian Golongan Kuat Desak liiaksilliu~n kayu di balval~ baut oleh
Wirjo~nartono(1977), kayu agatis terpadatkan luasuk ke dalaln Golongan I dari Golongan 111.
Sedangkan pada kayu sengon yang selnula tidak lnasuk ke dalam kuat desak Wirjomartono, namun
setelall dipadatkan terliiasuk ke dalan~Golongan 11.
Namun demikian, kayu terpadatkan yang diberi perlakuan penianasan suhu tinggi
tnengakibatkan kehilangan berat kayu agatis dan sengon bertumt-turut sebesar 8,12 % dan 20,76 %.
Pengarull negatif lain akibat pelnanasan suliu tinggi kayu terpadatkan adalah kecendemngan
penurunan sifat fisis dan lnekanis kayu, seperti kerapatan, MOE, MOR, kekerasan sisi tal~gensialdan
kekerasan ujung, keteguhan tekan sejajar serat, dan daya dukung baut.
Berbagai peningkatan sifat lnekaliis dan daya dukung baut diduga karena kristalisasi lnolekul
selulosa dalaln daerall alnorfataupun para kristalill dari mikrofbril ( Dwianto, 1999 ), yang keluudian
direkat ole11 ligllin yang mengalir akibat pelllanasan ( Jun o17dJoo, 1996 ). Sedangkan penurunannya
.
lebilu disebabkan ole11 degradasi polimer dinding sel iuuelalui reaksi oksidasi ( Scluaffer dalam Jun and
Joo, 1996 ; Hirai eta!.
Dwianto 1999).
Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa panadatan kayu menghasilkan tan~pilanpennukaarl
kayu terpadatkan yang atraktif, di mana warnanya beruball menjadi sedikit lebih gelap, dengan corak
lebih berani serta lebih mengkilap dan licin sebagai pengaruh suhu pengeringan (McMillen el a!.,
1977 ; Kuboji~noel a/., 1998) saat proses pe~nadatankayu berlangsung (Inoue el al., 1993). Proses
penladatan kayu disertai pemanasan suhu tinggi menyebabkan warna permukaannya cenderung lebih
gelap seiring dengan peningkatan lama pemanasannya.
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa panadatan kayu agatis dan sengon
pada arah radial dengan persentase penladatan 50 % malupu ~ueningkatkansifat fisis dan mekanis~~ya.
Semelulara itu pemanasan suhu tinggi lnalupu ~u~enumnkan
pei~lulil~a~l
tebal dengan akibat keluilangan
berat lnassa kayu. Namun demikian, pelilanasall suhu linggi cendemng menurunkan si~al~l~eklnisnya.
atau perebusan kayu terlcbih daluulu silpaya
Untuk peuelitian selanjutnya perlu pre-slea~?ri~ig
kayu 11luda11dike~npadan cepat tercapai dryi~igset dengan lnemanfaatkan kayu cepat Lu~nbuh.Perlu
~uodifikasi kayu terpadatkan dala~lupenggunaan sebagai bahan konslmksi unluk ~uleningkatkan
kekuatan dan stabilisasi dimensi.
TINGGI TERHADAP SIFAT PISIS DAN MEKANIS KAYU AGATIS (Agatlris loruntlzifolirr
- Salisb. ) DAN
SENGON ( Prrrr~seriurrtlresfrrlcr~tfrriu(I,.) Nielsen ). Di hawah himbingan : Prof.
Dr. h:Dodi Nandika, MS dan Prof. 11: Surjono Surjoliusun~o,MSP, PhD.
Menurunnya polensi kayu daun lebar dari llutan alaln lropis Indonesia merupakan kenj~ataan
yaiig tidak dapat dipungkiri lagi. Eksploitasi hutan a!am dalam beberapa dekade terakldr ini telali
l~~ci~gakibatka~i
penurunan produltsi log dari 17,3juta in3 pada tahun 199411995 iilenjadi 15,6jufa ~n3
pada lal~un 199711998 ( Karlodihardjo, 1999). Pel~~erixilali
sebellarnya sudali ii~engantisipasi
kekurangai~ pasokan kayu tersebut dengan mei~ibanguii Hutan Tanaman Industri inaupun
illel~ggalakkanpel~ibanynanhutan rakyat. Di inasa depan, kayu-kayu yang berasal dari liulan
tanaman ini menjadi tuilipuan untuk mensuplri kebutu!lan kayu Indonesia. Berbeda dengan kayu dari
hula11 alam, kayu dari Initan tanallian umumnya lnerupakan jenis-jenis cepat luliibuh berkerapatan
rendall dan lunak, ter~nasukkayu agatis (Agntl?is lornnthijolia Salisb. ) dell seligon ( l'ornserimilhes
kekuataunya
fnlcalnria (L.) Nielsen ). Hal ini berpengaruh terhadap sirat-sifat kayu tersebut, lemtai~~a
(Shepard, 1982 ), sehingga perlu upaya untuk lnemperbaiki sifat lnekanisnya sebagai allernatif untuk
~nenggantikanhngsi kayu daun lebar sebagai bahan untuk lantai, ifilerior, hnnrllools, dan niebel
(Inoue, 1996) illanpun untuk aplikasi kayu konstruksi ( Toinlne el a/., 1998 ). Selnel~larailu dalaln
beberapa tahun terakllir ini teknologi penladatan kayu (ivood de1isiJcatio17) telali berkeilibang untuk
ineningkatkan sifat fisis dan mekanis kayu.
Suatu penelitian teluh dilakukan untuk mengetal~uipengamh proses pel~ladatai~
papal1 agatis
dan seligon pada arall radial disertai sullu tinggi terhadap sifat fisis dan mekanisi~ya.Papan tangensial
berukuran 30 cm (L) x 10 cm (T) x 2 cni (R) dari kedua jenis kayu tersebut direndain di dalam air
hingga jenuh air, ke~nudiandikenipa pada suhu 100°C selal~ia15 menit, pada arah radial salnpai
ketebalan 1 cm. Tebal dau berat kayu terpadatkan diukur pada kondisi kering oven. Kayu tersebut
keinudian dipanaskan pada suhu 170 dan 190 O C selania 2, 4, 8, dan 16 jam untuk mengurangi
pemulihan tebalnya. Selanjutnya kerapatan, MOE, dan MOR papan terpadatkan tersebut diuji
berdasarkan standar JIS Z 2113, sedangkan kekerasan dan keteyhan tekan sejajar sera1 papan
terpadatkan diuji berdasarkan standar BS 373. Seinentara itu pengujian daya dukuug baut mengacu
pade standar ASTM D 5764 - 95.
Hasil penelitian menunjukkan ballwa pemadalan kayu agatis pada arah radial dengan
persentase penladatan 50 % memerlukan w&tu keinpa enaln jain dcngan besar tekanan kenipa 22
bar, sedangkan kayu sengon memerlukan n~aktupe~nadatandelapan jam dengall besar tekanan kenipa
12 bar. Menurul Rzadkwoska ( 1983 ) lama pemadatan suatu kayu dipengamld oleh jeiiis kayu,
plastisitas kayu, kadar air dan laju tekanan kempa. Seinentara itu perlakuali peiiianasan sullu tinggi
pada kayu agalis terpadatkan rnalilpu menuruukan peinulihan lebaI dari 68,43 % pada kayu
terpadatkan yallg tidak diberi perlakuan pemanasan rnenjadi llanya 5,46 % bila kayu terpadatkan
tersebut diberi perlakuan pemanasan sulm tingi. Sedang pada kayu sengon, pe~nanasansuhu tinggi
~l~alilpu
menurunan pemulillan tebal dari 75.77 % pada kayu terpadatkan tanpa perlakuan pemanasan
menjadi hanya - 6,26 % pada kayu terpadatkan yang diberi perlakuan pelilanasan.
Di piliak lain pelnadatan kayu agatis salnpai 50 % dari tebal semula lnampu ~neningkatkan
kerapatannya dari 0.41 gr/cm3 n~enjadi0.,9 gr/c1i13. Kayu sengon dengan kerapatan 0,23 gr/cmn3,
meningkat kerapatannya lnenjadi 0,48 !gr/cm3setelall dipadatkan.
Selnentara itu kekakuan kayu agatis meningkat dari 100.001 kg/cm2 pada kayu utuh meli?adi
183.104 kg/cm2 setelall dipadatkan. Delnikian juga pada kayu sengon, MOE kayu utuh dari 61.788
kg/cm2 meningkal luenjadi 120.647 kdcm2 pada kayu terpadatkau
h s i l pcnelitian juga r n e n u ~ ~ j u k bal~~va
l ~ ~ n kayl~agatis terpadatkan mcngalami pel~illgkatal~
nilai MOR lnenjadi 1.135 kg/cm2 dari 598 kglclli" pada kayu utu11. Hal yang sa111a terjadi pad8 kayl;
sengon, dill~allaMOR meningkat dari 475 kg/cm2 menjadi 73 1 kg/cm2 setelah dipadatkan.
Penladatan kayu ~nalllpulneningkatkan llilai kekerasan sisi tangensial kayu agatis ~ ~ ~ a u p u n
sengon bertumt-turut sebesar 376 % dan 229 % dibanding kayu utuhnya. Ser~icntaraitu kekerasall
u j u ~ ~kayu
g terpadatkan sedikit meningkat pada kayu agatis dall sengon bertumt-turut sebesar 119 %
dan 108 % dibanding kayu utuhnya.
Tegangan tekan sejajar serat kayu lerpadatkan meningkat 206 % pada kayu sengon dan 204 %
pada kayu agatis dibanding kayu ublmya. Pel~ingkataniui lebill besar dari liasil penelitian Perkitny
and Jablonski (1984), dimana dengan rnengynakan kayu y b a l Scots pine rnampu meningkatkan
tegangan tekan sejajar serat I50 % dari kayu utuhnya. Berdasarkan Kelas Kuat PKKI 1961, kayu
agatis utuh berada pada Kelas Kuat IV nalnun setelall dipadatkan dan juga dipanaskan naik lncnjadi
Kelas Kuat 11. Kayu sengon yang sebelulnnya terlnasuk Kelas Kuat V naik lilenjadi Kelas Kuat I1
setelah dipadatkan. Sejalan dengan itu daya dukung baut kayu agatis dan sengon terpadatkan
lneningkat berturut-turut menjadi 200 % dan 315 %.
Berdasarkan pelnbagian Golongan Kuat Desak liiaksilliu~n kayu di balval~ baut oleh
Wirjo~nartono(1977), kayu agatis terpadatkan luasuk ke dalaln Golongan I dari Golongan 111.
Sedangkan pada kayu sengon yang selnula tidak lnasuk ke dalam kuat desak Wirjomartono, namun
setelall dipadatkan terliiasuk ke dalan~Golongan 11.
Namun demikian, kayu terpadatkan yang diberi perlakuan penianasan suhu tinggi
tnengakibatkan kehilangan berat kayu agatis dan sengon bertumt-turut sebesar 8,12 % dan 20,76 %.
Pengarull negatif lain akibat pelnanasan suliu tinggi kayu terpadatkan adalah kecendemngan
penurunan sifat fisis dan lnekanis kayu, seperti kerapatan, MOE, MOR, kekerasan sisi tal~gensialdan
kekerasan ujung, keteguhan tekan sejajar serat, dan daya dukung baut.
Berbagai peningkatan sifat lnekaliis dan daya dukung baut diduga karena kristalisasi lnolekul
selulosa dalaln daerall alnorfataupun para kristalill dari mikrofbril ( Dwianto, 1999 ), yang keluudian
direkat ole11 ligllin yang mengalir akibat pelllanasan ( Jun o17dJoo, 1996 ). Sedangkan penurunannya
.
lebilu disebabkan ole11 degradasi polimer dinding sel iuuelalui reaksi oksidasi ( Scluaffer dalam Jun and
Joo, 1996 ; Hirai eta!.
Dwianto 1999).
Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa panadatan kayu menghasilkan tan~pilanpennukaarl
kayu terpadatkan yang atraktif, di mana warnanya beruball menjadi sedikit lebih gelap, dengan corak
lebih berani serta lebih mengkilap dan licin sebagai pengaruh suhu pengeringan (McMillen el a!.,
1977 ; Kuboji~noel a/., 1998) saat proses pe~nadatankayu berlangsung (Inoue el al., 1993). Proses
penladatan kayu disertai pemanasan suhu tinggi menyebabkan warna permukaannya cenderung lebih
gelap seiring dengan peningkatan lama pemanasannya.
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa panadatan kayu agatis dan sengon
pada arah radial dengan persentase penladatan 50 % malupu ~ueningkatkansifat fisis dan mekanis~~ya.
Semelulara itu pemanasan suhu tinggi lnalupu ~u~enumnkan
pei~lulil~a~l
tebal dengan akibat keluilangan
berat lnassa kayu. Namun demikian, pelilanasall suhu linggi cendemng menurunkan si~al~l~eklnisnya.
atau perebusan kayu terlcbih daluulu silpaya
Untuk peuelitian selanjutnya perlu pre-slea~?ri~ig
kayu 11luda11dike~npadan cepat tercapai dryi~igset dengan lnemanfaatkan kayu cepat Lu~nbuh.Perlu
~uodifikasi kayu terpadatkan dala~lupenggunaan sebagai bahan konslmksi unluk ~uleningkatkan
kekuatan dan stabilisasi dimensi.