Analisis Sifat Fisik dan Mekanik Cross Laminated Timber dari Tiga Jenis Kayu Rakyat

ANALISIS SIFAT FISIK DAN MEKANIK CROSS LAMINATED
TIMBER DARI TIGA JENIS KAYU RAKYAT

MUTHMAINNAH

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul analisis sifat fisik dan
mekanik Cross Laminated Timber dari tiga jenis kayu rakyat adalah benar 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.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.

Bogor, November 2014
Muthmainnah
NIM E251100011

RINGKASAN
MUTHMAINNAH. Analisis sifat fisik dan mekanik Cross Laminated Timber dari
tiga jenis kayu rakyat. Dibimbing oleh SUCAHYO SADIYO dan LINA
KARLINASARI.
Pada umumnya, kayu dari hutan rakyat memiliki diameter yang kecil hal ini
disebabkan karena rotasi penebangannya yang relatif singkat dan bermutu kurang
baik. CLT (cross laminated timber) atau papan laminasi silang, merupakan panel
yang dihasilkan dari perekatan lamina-lamina yang disusun secara bersilangan
satu dengan yang lainnya dan biasanya digunakan untuk lantai, dinding dan atap.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perilaku sifat fisik dan
mekanik panel CLT dari tiga jenis kayu rakyat yaitu kayu sengon, mindi dan
nangka. Penelitian yang dilakukan diharapkan bahwa produk CLT dari tiga jenis
kayu rakyat yang diteliti dapat dimanfaatkan sebagai material struktural
bangunan untuk penggunaan dinding dan lantai rumah.
Komponen dinding geser (shearwall) dibuat menjadi tiga contoh uji panel
CLT dengan orientasi sudut 90° dari tiga jenis kayu. Pembuatan dinding diawali

dengan penyusunan dan perekatan lamina-lamina berukuran 3 cm x 14 cm x 168
cm pada dimensi tebal, lebar dan panjang menjadi 5 lapisan lamina. Lapisan
lamina sejajar dan bersilang kemudian direkatkan per lapisan dengan
menggunakan perekat isosianat dengan berat labur 280 g m-2 pada dua
permukaan (double spread). Sifat fisik yang diuji meliputi kadar air, kerapatan,
pengembangan / penyusutan dan delaminasi air dingin dan air panas. Sedangkan
pengujian sifat mekanik meliputi kekuatan geser rekat, kekuatan dinding geser
dan pengujian tekan. Pengujian dinding geser menggunakan sampel ukuran besar.
Sedangkan pengujian kekuatan tekan tegak lurus dilakukan dengan memberi
beban segaris pada posisi tengah dan pinggir dengan arah plat baja sejajar dan
tegak lurus serat pada permukaan CLT. Sampel pengujian kekuatan tekan
diperoleh dari sampel pengujian dinding geser berukuran 15 cm x 20 cm x 20 cm
untuk dimensi tebal, lebar dan panjang.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kerapatan tertinggi dalam kondisi
kering udara (13%) dihasilkan dari CLT nangka (0.64 g cm-3), diikuti mindi (0.47
g cm-3) dan sengon (0.32 g cm-3). Berdasarkan klasifikasi kekuatan kayu
Indonesia, panel CLT nangka, mindi dan sengon termasuk dalam kategori II, III
dan IV. Pengujian delaminasi air dingin dan panas panel CLT sengon sebesar
3.87 % dan 5.53 %. Sementara panel CLT mindi menghasilkan nilai delaminasi
air dingin dan panas sebesar 7.65 % dan 21.4 % dan panel CLT nangka sebesar

14.80 % dan 36.88 %. Keteguhan rekat dinding geser panel CLT sengon sebesar
18.95 kg cm-2, mindi sebesar 31.36 kg cm-2 dan panel CLT nangka sebesar 29.09
kg cm-2
Racking test menunjukkan nilai kekuatan dinding geser CLT sengon,
mindi dan nangka masing-masing adalah 129360 N, 117600 N dan 146020 N.
Sedangkan nilai kekakuan dinding geser CLT sengon, mindi dan nangka masingmasing sebesar dan 7388 N mm-1, 12521 N mm-1, dan 9402 N mm-1. Hasil
penelitian kekuatan tekan serat menunjukkan berdasarkan posisi pembebanan
maka posisi plat beban di pinggir menghasilkan kekuatan tekan yang lebih
rendah dibandingkan posisi plat di tengah. Kekuatan tekan tertinggi dari ketiga

jenis CLT dihasilkan CLT pada posisi plat beban diletakkan di tengah dengan
permukaan plat tegak lurus serat kayu pada permukaan CLT. Panel CLT nangka
menghasilkan kekuatan tekan tegak lurus serat yang tertinggi (25.97 kg cm-2),
diikuti CLT mindi (15.75 kg cm-2) dan CLT sengon (8.50 kg cm-2).
Kata kunci :CLT, kekuatan tekan tegak lurus serat, sengon, mindi, nangka

SUMMARY
MUTHMAINNAH.
Analysis of Physic and Mechanic Properties Cross
Laminated Timber) made Three Community Timber Species. Supervised by

SUCAHYO SADIYO and LINA KARLINASARI
Generally, community timber species has a small diameter. It is related to
their short rotation. In consequence mostly of their products have inferior traits.
Cross laminated timber (CLT) is a timber panel produced by gluing cross wise
oriented layers of laminates together.
The aim of this study was to analysis the physical and mechanical properties
of CLT panel made from three community timber species. In specific, this study
was to determine the characteristics of shear wall panel as well as compression
behavior of CLT in term of application of CLT for wall and floor.
Three community timber species used in this study were sengon
(Paraserianthes falcataria), mindi (Melia azedarach L), and nangka (Artocarpus
heterophyllus Lamk). The CLT were built from 5 layers and made from boards in
each layer with dimension 3 cm in thick, 14 cm in width, and 168 in length for
parallel board and 84 cm in length for cross board. CLT panels were assembled
using isocyanate resin with the glue spreading 280 g m-2 for both surface.
Moisture content, density, swelling and shrinkage, as well as cold and hot water
delamination were determined to evaluate the physical properties of CLT. Shear
strength, shear wall, and compression test were evaluated to analyse mechanical
properties of CLT. Shear wall test were conducted based on racking test for full
size specimens. Meanwhile, compression perpendicular test were carried out with

line load at the central and edge position with orientation of the steel bars in
parallel and perpendicular to the grain direction at the CLT-surface. The samples
for compression test were taken out from shear wall test sample with dimension
15 cm x 20 cm x 20 cm (thick, width, length).
The result showed that density in air-dried condition (moisture content about
13%) of nangka CLT (0.64 g cm-3) is the highest followed by mindi (0.47 g cm-3 )
and sengon (0.32 g cm-3). Based on Indonesian strength classification CLT of
nangka, mindi, and sengon were included in category II, III, and IV, respectively.
Delamination testing revealed the cold and hot water immersion value were
3.87 % and 5.53 %, respectively for sengon CLT. Meanwhile, for mindi CLT the
value of cold and hot water delamination were 7.65 % and 21.40 %, respectively,
and for nangka were 14.80 % and 36.88 %, respectively. The shear strength of
CLT made from sengon wood was 15.84 kg cm-2, mindi wood was 31.63 kg cm-2
and nangka wood was 28.27 kg cm-2.
Racking test showed that the strength of CLT shear wall of sengon, mindi,
and nangka were 129360 N,117600 N and 146020 N, respectively. Meanwhile,
the stiffness value of CLT shear wall of sengon, mindi, and nangka were 7388 N
mm-1, 12521 N mm-1, and 9402 N mm-1, respectively. Compression strength with
line load denoted that the edge load position was lower than the central load
position. The highest values of compression strength for those three species

timber CLT possessed by panel CLT tested in load position at the central with
orientation of the steel bars in perpendicular to the grain direction at the CLTsurface. The compression strength perpendicular to grain value of CLT from

nangka wood was the highest (20.28 kg cm-2) followed by CLT mindi (25.97 kg
cm-2) and CLT sengon(8.50 kg cm-2).
Keywords : Cross Laminated Timber, compression strength perpendicular to grain,
sengon, mindi, and nangka

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.

ANALISIS SIFAT FISIK DAN MEKANIK CROSS LAMINATED
TIMBER DARI TIGA JENIS KAYU RAKYAT

MUTHMAINNAH

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Prof. Dr. Ir. Fauzi Ferbrianto, MS

Judul Tesis : Analisis Sifat Fisik dan Mekanik Cross Laminated Timber dari
Tiga Jenis Kayu Rakyat
Nama
: Muthmainnah

NIM
: E251100011

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Sucahyo Sadiyo, MS
Ketua

Dr Lina Karlinasari, S.Hut, MScF
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr Ir Fauzi Febrianto, MS

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian:

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul
“Analisis Sifat Fisik dan Mekanik Cross Laminated Timber dari Tiga Jenis Kayu
Rakyat”. Tesis ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan, Sekolah
Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Penulis menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang setulustulusnya kepada komisi pembimbing Prof. Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS dan Dr.
Lina Karlinasari, S.Hut, MSc.F yang telah memberikan arahan, bimbingan, saran
dan perhatian dalam penyelesaian penulisan tesis ini. Penulis juga menyampaikan
terima kasih kepada Ketua program studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan Prof.
Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS dan Prof. Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc selaku
mantan ketua Program Studi, serta para dosen, laboran dan staf administrasi di

lingkungan Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan dan sekolah
Pascasarjana IPB. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Ir Maryoko
Hadi,Dipl.E.Eng,MT atas ilmu dan waktu yang diberikan untuk konsultasi
mengenai penelitian ini dan seluruh staf di Balai Bahan dan Bangunan, Pusat
Penelitian dan Pengembangan Permukiman, Cileunyi, Bandung yang telah
membantu penulis dalam melakukan pengujian.
Terima kasih tak terhingga penulis haturkan kepada Ayahanda
Muhammad Amir dan Ibunda Andi Suryati atas doa, bantuan dan dukungannya.
Kepada suami dan putriku tercinta Rusli, S.Pi, M.Si dan Faiqa Faqiha Ramadhani
atas doa, dukungan dan kesabarannya. Kepada Maiva, SKM, M.Kes, H.
Mubasysyr Dahlan, Lc, Dara Uleng, S.Pd dan Muhammad Yusuf, terima kasih
untuk semua cinta, doa dan dukungannya.
Rekan-rekan S2 Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan angkatan 2010, temanteman di PTD serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu, terima
kasih atas bantuan dan kerja sama selama studi bahkan pada tahap penelitian
hingga penulisan tesis ini.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Direktorat Jenderal Pendidikan
Tinggi, Kementerian Pendidikan Nasional Indonesia atas beasiswa BPPS tahun
2010-2012 dan hibah penelitian STRANAS tahun 2012.
Akhir kata, semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2014

Muthmainnah

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian

1
1
2
2
2

2 METODE
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Metode Penelitian
Analisis Data

2
2
3
3
11

3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Fisik Panel CLT
Karakteristik Mekanis Panel CLT

11
11
16

4 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

27
27
27

DAFTAR PUSTAKA

27

LAMPIRAN

30

RIWAYAT HIDUP

35

DAFTAR TABEL
1 Rataan deformasi (mm) menurut tipe pembebanan dan jenis kayu panel
CLT pada batas proporsional

25

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

Contoh skema benda uji panel CLT
4
Benda uji panel CLT
5
Contoh uji untuk pengujian keteguhan geser rekat
7
Pemasangan alat ukur pengujian dinding geser panel CLT
8
Grafik tahapan pengujian Racking shear wall CLT (Sumber ISO/DIS
22452)
9
Posisi pembebanan tekan panel CLT
10
Kadar air panel CLT dari kayu sengon, mindi dan nangka
12
Kerapatan kayu utuh dan panel CLT sengon, mindi dan nangka
13
Kembang-susut volume panel CLT dari kayu sengon, mindi dan nangka 14
Delaminasi air dingin dan air panas panel CLT dari kayu sengon, mindi
dan nangka
15
Keteguhan geser rekat panel CLT dari kayu sengon, mindi dan nangka
16
Hubungan antara peralihan horizontal (mm) dan peralihan vertikal
(mm) pada dinding geser panel CLT sengon, mindi dan nangka
17
Hubungan antara beban (N) dan peralihan (mm) pada dinding geser
panel CLT sengon, mindi dan nangka
18
Kerusakan pada tumpuan dasar panel CLT
19
Beban batas proporsional panel CLT berdasarkan posisi pembebanan
dan jenis kayu
20
Beban batas proporsional berdasarkan posisi pembebanan panel CLT
21
Beban batas proporsional panel CLT sengon, mindi dan nangka
21
Kekuatan tekan serat panel CLT berdasarkan posisi pembebanan dan
jenis kayu
22
Kekuatan tekan serat berdasarkan posisi pembebanan panel CLT
23s
Kekuatan tekan serat batas proporsional panel CLT sengon, mindi dan
nangka
24
Kerusakan kekuatan tekan serat pada posisi pembebanan panel CLT
26

DAFTAR LAMPIRAN
1 Rata-rata kadar air, kerapatan, susut volume dan pengembangan panel
CLT sengon, mindi dan nangka
2 Rata-rata delaminasi air dingin, air panas, keteguhan rekat panel CLT
sengon, mindi dan nangka
3 Rata-rata keteguhan geser rekat panel CLT sengon, mindi dan nangka
4 Hasil analisis ragam dan uji lanjut duncan pengaruh perlakuan tipe
pengujian dari tiga jenis kayu terhadap beban, deformasi dan kekuatan
tekan tegak lurus serat panel CLT

30
31
32

33

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kebutuhan bahan baku kayu bulat terus mengalami peningkatan dari tahun
ke tahun. Pada tahun 2013, kebutuhan bahan baku kayu bulat diproyeksi
mencapai 54,5 juta m³. Kebutuhan bahan baku untuk industri woodworking
diproyeksi mencapai 15.4 juta m³ pada tahun 2014 ( Dirjen Industri Agro 2013).
Untuk memenuhi pasokan kayu bulat tersebut, pembangunan Hutan Tanaman
Industri (HTI) dan Hutan Rakyat (HR) diharapkan menjadi pemasok utama
industri perkayuan di masa mendatang.
Kayu dari hutan tanaman dan hutan rakyat saat ini mempunyai ukuran
diameter yang kecil karena rotasi penebangannya yang lebih singkat dan bermutu
kurang baik (mata kayu, lebih ringan, juvenile wood). Kayu untuk konstruksi
struktural umumnya berasal dari kayu yang berumur tua karena dianggap struktur
penyusun kayunya lebih stabil, berdiameter besar, serta memiliki sifat mekanis
yang lebih tinggi. Untuk mengatasi kondisi pasokan kayu saat ini, maka
pembuatan kayu lamina (glued laminated timber) yang memanfaatkan kayu
berukuran kecil merupakan salah satu solusinya.
Teknologi di bidang produk rekayasa kayu telah menemukan produk yang
dikenal sebagai CLT (cross laminated timber) atau papan laminasi silang. CLT
merupakan produk kayu yang inovatif yang diperkenalkan awal tahun 1990-an di
Austria dan Jerman dan mengalami perkembangan yang signifikan pada tahun
2000-an (Mohammad et.al. 2012). Cross Laminated Timber (CLT) merupakan
produk rekayasa kayu yang disusun dari lamina-lamina berupa papan dan
direkatkan secara bersilangan (Sturzenbecher et.al. 2010). CLT dapat dibuat
dengan ukuran ketebalan antara 19 mm sampai 40 mm yang direkatkan secara
bersama-sama menggunakan perekat dengan sudut 90° dibawah tekanan tinggi
(Quenneville dan Morris, 2006). Bila dibandingkan dengan produk konstruksi
kayu konvensional, CLT merupakan produk baru untuk penggunaan konstruksi
dalam perpindahan beban (Associates 2010). Produk CLT juga memiliki stabilitas
dimensi yang lebih 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 sehingga dapat
dipergunakan untuk produk konstruksi.
Produk CLT dapat diaplikasikan sebagai komponen lantai, dinding dan
atap. Disamping itu produk CLT juga dapat dibentuk untuk penggunaan jendela,
pintu, dan fitur arsitektur yang dibuat melengkung dengan jari-jari minimum 8 m
(Wood Naturally Better 2010). Di Australia dan Jerman, produk CLT digunakan
sebagai dinding pada bangunan bertingkat seperti sekolah dan perumahan. CLT
juga diaplikasikan sebagai dek pada jembatan. Salah satu contohnya adalah
jembatan di Jalan Wandritsch Kota Murau Styria Austria (Mendegarian dan
Milev 2010).
Dinding geser sebagai komponen dinding merupakan elemen vertikal pada
sistem tahanan gaya lateral (lateral force resisting) yang berfungsi menopang
diafragma dan mentransfer gaya-gaya lateral ke arah pondasi. Pada bangunan

2
dengan diafragma kayu sering digunakan dinding geser dari bata atau beton
seperti halnya dinding geser dengan rangka kayu (APA, 2004). Penelitian
mengenai dinding geser CLT telah dilakukan Dujic et.al (2007) pada bangunan
yang terletak di daerah rawan gempa, hasilnya menunjukkan bahwa dinding CLT
memiliki kekakuan dan kapasitas dukung beban yang relatif tinggi. Penelitian
mengenai kekuatan tekan tegak lurus CLT antara lain dilakukan Hasuni et.al
(2009) dan Serrano dan Enquist (2010) pada kayu dengan kerapatan 400-439 kg
m-3. Kekuatan tekan yang dihasilkan berkisar 2.9 MPa sampai 5.8 MPa.
Perumusan Masalah
Dinding geser dan uji tekan pada lantai sebagai aplikasi produk CLT dapat
dibuat menggunakan kayu-kayu yang berdiameter kecil berasal dari hutan rakyat,
dalam hal ini menggunakan kayu sengon, mindi dan nangka. Pembuatan produk
CLT diharapkan menghasilkan nilai kekuatan dan kekakuan yang tinggi sebagai
komponen strutural bangunan rumah kayu. Atas dasar tersebut memunculkan
pertanyaan penelitian, bagaimana karakteristik produk panel CLT yang berasal
dari tiga jenis kayu rakyat?
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji dan menganalisis karakteristik
fisik dan mekanik panel CLT dari tiga jenis kayu rakyat.

Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat meyakinkan bahwa produk
CLT dari tiga jenis kayu rakyat yang diteliti dapat dimanfaatkan sebagai material
struktural bangunan untuk penggunaan dinding dan lantai rumah dan sebagai
informasi rujukan mengenai kekuatan CLT dari tiga jenis kayu rakyat.

2 METODE

Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Pebruari 2013 – April 2014 di
laboratorium Pengerjaan Kayu, laboratorium pada bagian Rekayasa dan Desain
Bangunan Kayu Departemen Hasil Hutan IPB dan Pusat Penelitian dan
Pengembangan Pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian
Pekerjaan Umum, Bandung.

3
Bahan dan Alat
Bahan baku yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah kayu sengon
(Paraserianthes falcataria), kayu nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk) dan
kayu Mindi (Melia azedarach L) yang diperoleh dari daerah Jasinga, Bogor.
Perekat yang dipakai adalah perekat isosianat : Koyo Bond KR-560 (Aqueous
Polymer-Isocyanate Adhesive), hardener : Koyo Bond crosslinker AP.
Alat-alat yang digunakan adalah gergaji mesin, mesin serut (double
planner), mesin amplas, kaliper, timbangan elektrik, oven, kipas angin dan
kamera. Alat-alat lainnya adalah peralatan untuk aplikasi perekat (wadah plastik,
pengaduk, dan kuas), peralatan untuk pengempaan (cold press), peralatan untuk
pengujian meliputi universal testing machine merk Instron dan Baldwin,
seperangkat alat uji beban gempa (tranduser, data-logger dan akuator hidrolik).
Selain itu digunakan juga alat pendukung antara lain alat tulis, kalkulator dan
komputer.

Metode Penelitian
Persiapan Bahan Baku
Balok dari jenis kayu sengon, nangka dan mindi disortir dari segala
macam cacat kemudian digergaji dengan ketebalan yang disesuaikan untuk
penggunaan tebal papan ± 3,2 cm dengan panjang berkisar ± 205 cm dan lebar ±
18 cm. Papan-papan kemudian dikeringkan sampai mencapai kadar air kering
udara ± 12-15%. Selanjutnya panel-panel diserut dan diamplas sampai mencapai
ketebalan 3 cm.

Pembuatan Benda Uji
Komponen dinding geser (shearwall) dibuat menjadi tiga contoh uji panel
CLT dengan orientasi sudut 90 ̊ dari tiga jenis kayu. Pembuatan dinding diawali
dengan penyusunan dan perekatan papan-papan berukuran 3 cm x 14 cm x 168
cm pada dimensi tebal, lebar dan panjang menjadi 5 lapisan lamina. Papan
sejajar berukuran 3 cm x 14 cm x 168 cm pada dimensi tebal,lebar dan panjang
ditempatkan sejajar satu sama lain. Papan bersilang berukuran 3 cm x 14 cm x
84 cm pada dimensi tebal, lebar dan panjang ditempatkan tegak lurus terhadap
papan sejajar. Papan sejajar dan papan bersilang kemudian direkatkan per lapisan
dengan menggunakan perekat isosianat dengan berat labur 280 g m-2 pada dua
permukaan (double spread) dengan orientasi sudut 90⁰ pada masing-masing jenis
kayu. Panel CLT kemudian dirakit menjadi dinding panel CLT dengan ukuran
akhir 15 cm x 84 cm x 168 cm pada dimensi tebal, lebar dan panjang. Skema
benda uji dinding geser dapat dilihat pada Gambar 1.

4

Papan sejajar atau parallel board

Papan silang atau cross board

Tampak atas

Tampak samping

Gambar 1 Contoh skema benda uji panel CLT
Panel-panel shearwall kemudian dikempa menggunakan mesin kempa
dengan tekanan pengempaan dingin (cold press) sebesar 10 kg cm-2. Panel CLT
dikeluarkan dari mesin pengempaan dan dikondisikan selama ± satu minggu
sebelum dilakukan pengujian sifat fisik dan mekaniknya dengan kelembaban
relatifnya berkisar 60 % sampai 70 % dan suhu ruangan (25 oC sampai 32 oC).
Panel shearwall setelah dikempa sebagaimana disajikan pada Gambar 2.

5

Gambar 2 Benda uji panel CLT
Pengujian Sifat Fisik Panel CLT
Sifat fisik yang diuji adalah kerapatan, kadar air, kembang susut dengan
ukuran contoh uji 15 cm x 5 cm x 5 cm (tebal, lebar dan panjang) dan delaminasi.
Pengujian sifat fisis (kerapatan, kadar air dan kembang susut) dilakukan
berdasarkan standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing
Small Clear Specimen of Timber. Pengujian delaminasi dilakukan berdasarkan
standar Japanese Agricultural Standard for Glued Laminated Timber Notification
No.234 tahun 2003 (JPIC 2003).
Kerapatan (ρ)
Kerapatan merupakan nilai dari berat contoh uji sebelum di oven dibagi
dengan volume sebelum di oven, yaitu pada kondisi kering udara. Volume contoh
uji dihitung dengan mengalikan panjang, lebar, dan tebalnya (VKU). Dimensi
contoh uji tersebut diukur dengan menggunakan alat pengukur kaliper (VKU) dan
selanjutnya ditimbang beratnya (BKU). Nilai kerapatan dihitung dengan rumus:
Kerapatan (ρ) =
Kadar air

�

�

Contoh uji ditimbang untuk mendapatkan berat awal atau berat kering udara
(BKU), kemudian dikeringkan dalam oven dengan suhu (103 ± 2 ) °C hingga berat
konstan (± 24 jam pengovenan) dan didapatkan berat kering tanur (BKT). Kadar
air kayu dihitung dengan rumus:
Kadar air (%) =

B KU −B KT
B KT

x 100

6
Kembang susut
Pengujian susut kayu dirumuskan sebagai selisih antara volume awal (VA)
dengan volume akhir (VB) dibandingkan dengan volume awalnya. Contoh uji
kerapatan dan kadar air digunakan juga dalam menentukan susut kayu. Contoh uji
diukur tebal (arah radial), lebar (arah tangensial), dan panjang (arah longitudinal)
dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh volume awal. Contoh uji dioven
pada suhu 103 ± 2 oC selama 24 jam. Contoh uji dikeluarkan dari oven kemudian
diadakan pengukuran dimensinya kembali sehingga diperoleh volume akhir. Nilai
susut volume dihitung dengan rumus:
Susut volume (%) =

V A −V B
VA

x 100

Pengujian pengembangan dapat dirumuskan sebagai selisih antara volume
akhir (VB) dengan volume awal (VA) dibandingkan dengan volume awalnya.
Contoh uji diukur tebal (arah radial), lebar (arah tangensial), dan panjang (arah
longitudinal) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh volume awal.
Contoh uji direndam dalam air selama ± 1 minggu. Contoh uji dikeluarkan dari air
kemudian diadakan pengukuran dimensinya kembali sehingga diperoleh volume
akhir. Nilai pengembangan volume dihitung dengan rumus:
Pengembangan volume (%) =

−

x 100

Delaminasi
Contoh uji delaminasi yang digunakan diambil dari bagian ujung panel
CLT dengan ukuran panjang 7,5 cm. Pengujian delaminasi dilakukan dengan dua
cara yaitu perendaman dalam air dingin dan air mendidih. Perendaman dalam air
dingin dilakukan dengan merendam contoh uji dalam air pada suhu ruangan
selama 6 jam. Selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu 40 ± 3 oC selama 18
jam. Perendaman dalam air mendidih dilakukan dengan merebus contoh uji dalam
air mendidih rumus: (± 100 oC) selama 4 jam kemudian dilanjutkan dengan
merendamnya dalam air pada suhu ruangan selama 1 jam. Setelah itu contoh uji
dikeringkan dalam oven pada suhu 70 ± 3 oC selama 18 jam. Kemudian dilakukan
pengukuran persentase lepasnya bagian bidang rekat antar lamina (rasio
delaminasi) dengan rumus :
Panjang garis rekat yang terbuka (cm)
Rasio delaminasi (%) =
Panjang garis rekat yang direkat (cm)
Pengujian Sifat Mekanis Panel CLT
Sifat mekanis yang akan diuji adalah kekuatan geser rekat, kekuatan
dinding geser dan kekuatan lantai panel CLT. Kekuatan geser rekat menggunakan
standar ASTM D 143 (2005), pengujian kekuatan dinding geser panel CLT
dilakukan dengan uji racking. Pengujian dilakukan berdasarkan Standar

7
Internasional ISO/DIS 22452 tentang “Timber structures – Structural insulated
panel wall – test methods”.
Keteguhan geser rekat panel CLT
Pengujian keteguhan geser rekat dilakukan dengan cara memberikan
pembebanan yang diletakkan pada arah sejajar serat dengan meletakkan contoh
uji secara vertikal (Gambar 3).

Gambar 3 Contoh uji untuk pengujian keteguhan geser rekat
Nilai beban maksimum dibaca saat contoh uji mengalami kerusakan. Nilai
keteguhan rekat dihitung dengan rumus:
Keteguhan geser rekat (kg cm-2) =

Beban maksimum (kg)
Luas permukaan yang direkat (cm 2 )

Kekuatan dinding geser panel CLT
Pengujian kekuatan dinding geser panel CLT menggunakan uji racking,
berdasarkan Draf Standar Internasional ISO/DIS 22452 tentang ”Timber
Structure-Structural Insulated Panel Wall-test method”. Uji racking menunjukkan
kekuatan (strength) dan kekakuan (stiffness) dinding panel CLT. Ukuran sampel
dinding CLT 15 cm x 84 cm x 150 cm.
Pemasangan alat ukur
Alat ukur dipasang dengan kondisi normal dan dicek penempatannya agar
pengujian dapat berjalan normal dan kesalahan alat dapat dihindari. Tahapannya
adalah balok kayu ukuran 5,5 cm x 10,5 cm x 200 cm diletakkan pada bagian
dasar alat uji sebagai dudukan benda uji yang terkunci pada alat uji. Kemudian
benda uji dipasangi baut dan plat pada dudukan balok kayu tersebut. Benda uji
dipasang load cell (hidrolik manual) berkemampuan 100 ton pada arah
lateral/horisontal. Pada setiap sudut dan sisi yang mengalami displacement
dipasang tranduser yang terhubung dengan data logger lewat kabel data. Jumlah
tranduser yang dipasang sebanyak 11 buah pada setiap sisi/sudut yang

8
diperkirakan mengalami pergeseran. Lebih detail pemasangan alat ukur disajikan
pada Gambar 4.

Gambar 4 Pemasangan alat ukur pengujian dinding geser panel CLT
(keterangan
tranduser)
Pengujian dinding geser
Prosedur uji racking dilakukan berupa penambahan beban horisontal
secara bertahap sebesar 0,1 F max, est terhadap waktu, yang dibagi menjadi 3
langkah, yaitu : 1). Siklus beban stabil (stabilizing load cycle) berupa penambahan
beban seberat 0,1 Fmax, est yang berfungsi sebagai stabilisasi contoh uji, 2). Siklus
beban kekakuan (stiffness load cycle) berupa penambahan beban sampai berat 0,4
Fmax,est yang dilakukan secara bertahap berupa beban 0,1 F max,est untuk
mendapatkan nilai kekakuan benda uji dan 3). Uji kekuatan (strength test) berupa
penambahan beban sebesar 0,1 Fmax,est secara bertahap sampai tercapai Fmax dari
benda uji tersebut sebagaimana Gambar 5 berikut.

9

Gambar 5 Grafik tahapan pengujian Racking Shear wall CLT (sumber
ISO/DIS 22452)
Hasil pengujian komponen struktur dinding geser (shearwall) panel CLT
berupa :
1. Kekakuan racking (racking stiffness) dihitung dengan rumus :

Keterangan :
R
= Racking stiffness
F1
= Beban pada saat 0,1 x F max,est
∆1
= Displacement pada saat 0,1 x F max,est
F4
= Beban pada saat 0,4x F max,est
∆4
= Displacement pada saat 0,1 x F max,est (stiffness load cycle)
F21
= Beban pada saat 0,1 x F max,est
∆21 = Displacement pada saat 0,1 x F max,est
F24
= Beban pada saat 0,4x F max,est
∆24 = Displacement pada saat 0,4x F max,est (strength test)
2. Kekuatan racking (racking strength), yaitu berupa nilai maksimum beban
racking (F max) yang diperoleh pada uji kekuatan.
3. Rekaman displacement dan kerusakan komponen pada panel shearwall
Kekuatan bidang panel CLT
Pengujian tekan tegak lurus serat kayu menggunakan plat baja dengan
pembebanan pada permukaan panelnya dianalogkan sebagai panel struktural
untuk penggunaan lantai bangunan. Sampel pengujian kekuatan tekan tegak lurus,
diambil dari hamparan CLT yang dibuat sebanyak 12 buah secara acak. Sampel
digergaji dengan ukuran 15 cm x 20 cm x 20 cm untuk dimensi tebal, lebar dan
panjang (Serrano dan Enquist , 2010). Proses pengujian dilakukan dengan
memberi beban berupa beban segaris atau line load menggunakan plat berukuran

10
tebal 2 cm lebar 5 cm dan panjang 20 cm. Pembebanan dilakukan dengan 4
macam posisi peletakan beban (Gambar 6), yaitu :
(1) Posisi A1, plat beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat
sejajar serat kayu pada permukan CLT
(2) Posisi B1, plat beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat
tegak lurus serat kayu pada permukaan CLT
(3) Posisi A2, plat beban diletakkan di pinggir CLT dengan permukaan plat
sejajar serat kayu pada permukaan CLT
(4) Posisi B2, plat beban diletakkan di pinggir CLT dengan permukaan plat
beban tegak lurus serat kayu pada permukaan CLT
Pada masing-masing posisi pengujian dilakukan ulangan sebanyak 3 kali
untuk 3 jenis kayu yang diuji. Total sampel pengujian tekan CLT adalah 36
sampel. Pengujian dilakukan dengan menggunakan UTM Baldwin dengan data
keluaran berupa beban dan deformasi. Nilai kekuatan tekan tegak lurus dihitung
dengan rumus :
Beban maksimum (kg)
Keteguhan tekan (kg/cm2) =
Luas penampang (cm 2 )

Gambar 6a Posisi pembebanan A1

Gambar 6c Posisi pembebanan A2

Gambar 6b Posisi pembebanan B1

Gambar 6d

Posisi pembebanan B2

Gambar 6 Posisi pembebanan tekan panel CLT (Keterangan :
serat kayu permukaan CLT)

arah

11
Analisis Data

Sebaran data rataan sifat fisik dinding dan mekanik panel CLT ditampilkan
dalam bentuk histogram menggunakan standar deviasi. Data hasil pengujian
kekuatan tekan tegak lurus serat dianalisis statistik menggunakan RAK
(Rancangan Acak Kelompok) subsampling masing-masing perlakuan tiga ulangan.
Rancangan ini digunakan untuk melihat pengaruh posisi pembebanan A1 (plat
beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat sejajar serat kayu pada
permukan CLT), B1 (plat beban diletakkan di tengah CLT dengan permukaan plat
tegak lurus serat kayu pada permukaan CLT), A2 (plat beban diletakkan di pinggir
CLT dengan permukaan plat sejajar serat kayu pada permukaan CLT) dan B2
(plat beban diletakkan di pinggir CLT dengan permukaan plat beban tegak lurus
serat kayu pada permukaan CLT) dan kelompok dalam hal ini jenis kayu
B1(sengon), B2(mindi) dan B3(nangka). Model linier dari rancangan RAK
subsampling menurut Gaspersz (1991) adalah :
Yijk = µ + αi +βj + ij + ijk
Yijk : nilai pengamatan ke-k dalam jenis kayu ke-i, tipe pengujian ke-i
µ
: nilai tengah populasi
αi
: pengaruh tipe pengujian ke-i
βj
: pengaruh jenis kayu ke-j
: pengaruh galat pada jenis kayu ke-j pada tipe pengujian ke-i
ij
: pengaruh galat pada pengamatan ke-k dalam jenis kayu ke-j pada
ijk
tipe pengujian ke-i
Apabila pengaruh tipe pengujian dan jenis kayu nyata pada tingkat
kepercayaan 95%, maka pengolahan dan analisis data dilanjutkan dengan
menggunakan uji beda wilayah Duncan.

3 HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakteristik Fisik Panel CLT
Kadar Air
Kadar air adalah berat air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam
persen terhadap berat kering tanurnya (Tsoumis, 1991). Rataan kadar air panel
CLT dari tiga jenis kayu disajikan pada Gambar 7.

12
18
16
kadar air (%)

14
12
10
8
6
4
2
0
Sengon

Mindi

Nangka

Panel CLT menurut jenis kayu

Gambar 7 Kadar air panel CLT dari kayu sengon, mindi dan nangka
Rataan kadar air kayu sengon, mindi dan nangka masing-masing sebesar
15.7 %, 15.3 % dan 15.9 %. Sedangkan nilai kadar air rata-rata untuk panel CLT
sengon, mindi dan nangka masing-masing 13.00 %, 14.02 % dan 14.60 %.
Besarnya persentase kadar air tergantung dari jenis kayunya. Hasil penelitian
Apriliana (2012) memperlihatkan bahwa nilai rata-rata kadar air CLT sengon
menurut kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina sebesar 12,66 %.
Sedangkan penelitian Riztian (2013) nilai rata-rata kadar air CLT yang dihasilkan
dari kayu nangka sebesar 14.97 %. Hasil penelitian tersebut tidak berbeda jauh
dengan hasil penelitian ini. Perbedaan ketebalan tidak banyak berpengaruh
terhadap kadar air CLT yang dihasilkan.
Hasil penelitian menunjukkan nilai rataan kadar air panel CLT untuk
ketiga jenis kayu berkisar antara 13.00 % sampai 14.60 %. JAS 234:2003 untuk
panel laminasi kayu mempersyaratkan kadar air maksimal 15%. Berdasarkan
standar tersebut, maka kadar air panel CLT yang dibuat telah memenuhi standar.
Kadar air dalam panel CLT berpengaruh terhadap kekuatan lentur dan kekakuan
geser (Gulzow et al. 2011).
Sifat kekakuan CLT menurun secara signifikan dengan meningkatnya
kadar air kayu pada kisaran higroskopis. Produk balok laminasi dengan kadar air
12% memiliki kekuatan kayu 50% lebih tinggi dibandingkan dengan balok
laminasi berkadar air 20% (Frese et al. 2012). Kadar air sangat berpengaruh
terhadap proses perekatan produk komposit kayu. Air yang banyak terdapat pada
kayu akan menghambat ikatan dari cairan perekat. Kondisi ideal pada proses
perekatan komposit kayu adalah kayu dengan kadar air 6-14% (Ruhendi et al.
2007).
Kerapatan
Kerapatan merupakan sifat fisis yang erat hubungannya dengan kekuatan
kayu, yang menunjukkan perbandingan antara massa suatu beban terhadap

13
volumenya dalam kondisi kering udara. Kerapatan kayu utuh dan panel CLT
disajikan pada Gambar 8.
0.8
Kerapatan (gr cm-3)

0.7
0.6
0.5
0.4
Kayu utuh

0.3

Panel CLT

0.2
0.1
0
Sengon

Mindi

Nangka

Jenis kayu

Gambar 8 Kerapatan kayu utuh dan panel CLT sengon, mindi dan nangka
Kerapatan kayu utuh penyusun CLT untuk sengon, mindi dan nangka
masing-masing 0.30 g cm-3, 0.45 g cm-3 dan 0.63 g cm-3, sedangkan rataan
kerapatan panel CLT dari ketiga panel CLT sengon, mindi dan nangka masingmasing 0.32 g cm-3, 0.47 g cm-3 dan 0.64 g cm-3. Kerapatan CLT ada kenaikan
bila dibandingkan dengan kerapatan kayunya, hal ini disebabkan oleh adanya
lapisan campuran perekat dan terjadi pemadatan akibat pengempaan dingin
(Santoso 1995).
Hasil penelitian Apriliana (2012) menunjukkan nilai rata-rata kerapatan
CLT sengon (tebal 5 cm) sebesar 0.33 g cm-3, sedangkan Riztian (2013) nilai
rata-rata kerapatan CLT yang dihasilkan dari kayu nangka (tebal 5 cm) sebesar
0.59 gr cm-3. Kerapatan panel CLT nangka yang dihasilkan penelitian ini berbeda
dengan kerapatan yang dihasilkan oleh Riztian (2013). Pada dasarnya kerapatan
CLT yang dibuat tidak terlalu berbeda dengan kerapatan individu kayu
penyusunnya, hal ini mungkin dapat ditimbulkan oleh garis rekat yang tipis
sehingga kerapatan produk komposit masih membawa sifat utama bahan kayu,
sedangkan pengaruh perekat dianggap kecil. Kerapatan akhir panel dapat
dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti jumlah lapisan penyusun panel, kadar
perekat dan besarnya tekanan kempa.
Kerapatan panel CLT bervariasi disebabkan adanya perbedaan lapisan
lamina-lamina penyusun panel CLT. Panel CLT nangka memiliki nilai kerapatan
yang lebih tinggi dibandingkan dengan panel CLT sengon dan mindi, hal ini
dikarenakan kayu nangka memiliki dinding tebal dengan lumen kecil.
Kecenderungan sel yang memiliki dinding tebal dan lumen kecil memiliki
kerapatan tinggi, sebaliknya sel yang memiliki dinding tipis dan lumen besar
memiliki kerapatan yang rendah (Ruhendi et al. 2007).

14
Pengembangan dan penyusutan volume
Swelling atau pengembangan adalah penambahan dimensi kayu sebagai
akibat dari penambahan kadar air kayu yang dinyatakan dalam persen didasarkan
pada dimensi kayu dalam keadaan basah, sedangkan shrinkage atau penyusutan
adalah pengurangan dimensi kayu akibat penurunan kadar air kayu yang
dinyatakan dalam persen (Tsoumis, 1991).
Rataan pengembangan dan penyusutan volume panel CLT dari ketiga jenis
jenis kayu disajikan pada Gambar 9.

kembang-susut volume (%)

7
6
5
4
3

kembang volume

2

susut volume

1
0
Sengon

Mindi

Nangka

Panel CLT menurut Jenis kayu

Gambar 9 Kembang-susut volume panel CLT dari kayu sengon, mindi dan
nangka
Rataan pengembangan volume panel CLT berkisar antara 3.30 % sampai
dengan 5.26 % dan penyusutan volume berkisar antara 2.35 % sampai dengan
4.5 % . Nilai pengembangan dan penyusutan volume pada ketiga panel CLT tidak
jauh berbeda. Hal ini berarti tidak terjadi perubahan yang begitu besar antara
kembang dan susut kayu. Panel CLT nangka memiliki nilai kembang-susut
volume rata-rata tertinggi dibanding panel CLT sengon dan mindi. Hal ini
dikarenakan panel CLT nangka disusun dari lamina yang memiliki kerapatan yang
lebih tinggi dari kayu sengon dan mindi. Hal ini sejalan dengan teori yang
dikemukakan Haygreen et.al (2003), bahwa variasi dalam penyusutan disebabkan
beberapa faktor, salah satu diantaranya kerapatan kayu. Semakin tinggi kerapatan
kayu maka semakin besar kecenderungannya untuk menyusut. Nilai penyusutan
yang tinggi menunjukkan bahwa panel CLT nangka mempunyai sifat yang
dimensinya tidak stabil dibanding dari panel CLT sengon dan mindi. Panel CLT
sengon dengan nilai penyusutan yang rendah mengindikasikan bahwa panel CLT
ini lebih stabil dibanding dengan panel CLT nangka dan mindi.

15
Delaminasi
Vick (1999) mengemukakan bahwa delaminasi merupakan suatu indikator
untuk mengetahui ketahanan perekat terhadap adanya tekanan pengembangan dan
penyusutan akibat adanya kelembaban dan panas yang tinggi. Pengujian
delaminasi dilakukan dengan perendaman air dingin dan air panas.
45
40
35
Delaminasi (%)

30
25
20

Delaminasi air dingin

15

Delaminasi air panas

10
5
0
Sengon

Mindi

Nangka

Panel CLT menurut jenis kayu

Gambar 10 Delaminasi air dingin dan air panas panel CLT dari kayu
sengon,mindi dan nangka
Rataan delaminasi perendaman air dingin panel CLT sengon, mindi dan
nangka masing-masing sebesar 3.87 %, 7.65 % dan 14.80 %. Panel CLT sengon
telah memenuhi standar Japanes Agricultural Standard for Glued Laminated
Timber Notification No 234 tahun 2003 (JPIC 2003) yang mensyaratkan nilai
delaminasi air dingin maksimal sebesar 5 %. Sementara panel CLT mindi dan
nangka belum memenuhi persyaratan standar JAS 234:2003. Rataan delaminasi
perendaman air panas panel CLT sengon,mindi dan nangka masing-masing
sebesar 5.53 %, 21.40 % dan 36.88 %. Panel CLT dari ketiga jenis kayu belum
memenuhi standar JAS 234:2003 yang mensyaratkan nilai delaminasi air
mendidih maksimal sebesar 5%.
Nilai delaminasi pada studi ini sebagian besar belum memenuhi standar
nilai delaminasi yang disyaratkan, hal ini diduga karena proses produk CLT yang
dihasilkan kurang sempurna. Garis rekat yang dihasilkan dianggap tipis sehingga
daya tahan perekat terhadap perubahan kondisi lingkungan rendah. Perekat
isosianat pada dasarnya merupakan perekat yang sangat baik. Perhitungan berat
labur persatuan luas permukaan, tekanan kempa dan waktu kempa yang tepat
dapat memperbaiki proses perekatan.
Hasil pengujian sifat fisis dari Panel CLT pada penelitian ini dapat
digolongkan berdasarkan peraturan kayu yang berlaku di Indonesia. Berdasarkan
Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI) 1961, kelas kuat kayu dapat
digolongkan berdasarkan berat jenis pada kondisi kering udara. Dari pengujian
yang telah dilakukan, panel CLT sengon dapat digolongkan sebagai kelas kuat
IV(berat jenis kering udara = 0.30 – 0.40), panel CLT mindi digolongkan sebagai

16
kelas kuat III (berat jenis kering udara = 0.40 – 0.60) dan panel CLT nangka
digolongkan ke dalam kelas kuat II (berat jenis kering udara = 0.60 – 0.90).

Karakteristik Mekanik Panel CLT
Keteguhan Geser Rekat

Keteguhan geser rekat (kg cm-2)

Pengujian keteguhan geser rekat dilakukan untuk mengetahui kinerja
perekat pada panel CLT yang dihasilkan. Rataan keteguhan geser rekat panel CLT
dari tiga jenis kayu disajikan pada Gambar 11.

40
35
30
25
20
15
10
5
0
Sengon

Mindi

nangka

Panel CLT menurut jenis kayu

Gambar 11 Keteguhan geser rekat panel CLT dari kayu sengon, mindi dan
nangka
Rataan keteguhan geser rekat panel CLT sengon, mindi dan nangka masingmasing sebesar 18.95 kg cm-2, 31.36 kg cm-2 dan 29.09 kg cm-2. Keteguhan geser
rekat dari ketiga panel CLT dengan menggunakan berat labur 280 g m-2 belum
memenuhi standar JAS 234:2003 yang mensyaratkan keteguhan geser rekat
minimum 54 kg cm-2. Upaya peningkatan sifat mekanis panel CLT dapat
dilakukan antara lain melalui peningkatan berat labur. Dimana berat labur
merupakan salah satu komponen yang dapat menentukan kualitas hasil rekatan.
Prayitno (2000) menyatakan kualitas perekatan produk kayu komposit
dipengaruhi oleh perekat yang digunakan, bahan yang direkat dan proses
perekatan.
Keteguhan rekat panel CLT mindi lebih besar dibanding panel CLT sengon
dan nangka. Walaupun CLT nangka memiliki kerapatan yang lebih besar dari
CLT mindi, namun keteguhan gesernya lebih rendah, hal ini diduga disebabkan
adanya zat ekstraktif yang bersifat menghalangi proses penetrasi dan pematangan
perekat (Alamsyah et al. 2005). Sugiarti (2010) menyebutkan bahwa faktor-faktor

17
yang berpengaruh terhadap kekuatan rekat antara lain kadar zat ekstraktif kayu,
keadaan permukaan yang direkat, kadar air kayu, tekanan dan waktu kempa.
Kekuatan Dinding Geser Panel CLT
Pengujian racking pada struktur dinding geser panel CLT dilakukan
dengan menggunakan alat ukur tranduser yang terhubung dengan data logger
lewat kabel data. Tranduser merupakan suatu alat yang berfungsi untuk
mengetahui besarnya defleksi yang terjadi pada setiap beban yang diberikan pada
struktur panel dinding geser. Tranduser dipasang secara vertikal dan horizontal
pada sampel uji dinding geser. Ketika sampel panel dinding geser CLT diberi
beban lateral/horizontal, tranduser tersebut akan bergerak menunjukkan nilai dari
peralihan (displacement). Hubungan antara peralihan vertikal dan horizontal
ditunjukan pada Gambar 12.

Peralihan vertikal (mm)

40
30
20
sengon
mindi
nangka

10
0
0
-10

10

20

30

40

50

Peralihan horisontal (mm)

Gambar 12. Hubungan antara peralihan horizontal (mm) dan peralihan
vertikal (mm) pada dinding geser panel CLT sengon, mindi
dan nangka
Gambar 12 menunjukkan bahwa peralihan horizontal menghasilkan nilai
yang lebih besar dibanding dengan peralihan vertikal. Oleh sebab itu dalam
perhitungan nilai racking test yang digunakan adalah peralihan dari tranduser
horisontal. Nilai peralihan vertikal sangat kecil sehingga dapat diabaikan
pengaruhnya terhadap pergerakan/peralihan struktur dinding geser. Dinding geser
panel CLT sengon memiliki nilai peralihan dari kedua tranduser yang lebih besar
dibanding dengan panel CLT nangka dan mindi. Uji racking yang dilakukan pada
dinding geser panel CLT menghasilkan data berupa beban dan peralihan Gambar
13).

Beaban (N)

18

-10

160000
140000
120000
100000
80000
60000
40000
20000
0

Sengon
mindi
nangka
0

10

20

30

40

50

Peralihan (mm)

Gambar 13 Hubungan antara beban (N) dan peralihan (mm) pada dinding
geser panel CLT sengon, mindi dan nangka
Gambar 13 menujukkan hubungan antara beban (N) dan peralihan (mm)
dinding geser panel CLT dari tiga jenis kayu. Semakin besar beban yang
diberikan, nilai peralihannya juga semakin besar. Beban yang dimaksud disini
adalah nilai racking strength (kekuatan) yakni beban maksimal yang dapat
ditahan oleh dinding geser sebelum dinding geser tersebut mengalami kehancuran.
Sementara itu, peralihan merupakan perubahan bentuk, dimensi dan posisi dari
suatu titik dalam skala waktu dan ruang.
Hasil pengujian menunjukkan, dinding geser panel CLT kayu nangka
dapat menahan beban terbesar dibandingkan dengan dinding geser panel CLT
mindi dan sengon. Hal ini disebabkan karena dinding geser panel CLT nangka
tersusun dari lamina yang memiliki nilai kerapatan yang lebih tinggi dibandingkan
kerapatan CLT sengon dan mindi. Dinding geser panel CLT nangka, mindi dan
sengon masing-masing mencapai beban maksimal sebesar 146020 N pada
peralihan 37.46 mm, 117600 N pada peralihan 22.22 mm dan 129360 N pada
peralihan 46.99 mm.
Beban maksimal yang dihasilkan dinding panel CLT pada kayu spruce
sekitar 60000 N pada peralihan 15 mm (Dujic et.al 2007). Sedangkan penelitian
ini, pada peralihan 15 mm, beban maksimal yang dihasilkan dinding geser panel
CLT untuk jenis kayu sengon, mindi dan nangka masing-masing sebesar 68600 N,
97073 N dan 113513 N. Beban yang dihasilkan pada penelitian dari tiga jenis
kayu rakyat masih lebih tinggi bila dibandingkan dengan penelitian Dujic et.al
2007. Hal ini diduga disebabkan oleh perbedaan ukuran sampel uji, jenis kayu dan
ketebalan dinding.
Nilai racking stiffness (kekakuan) pada dinding geser dimaksudkan
sebagai besarnya beban yang diperlukan untuk menggeser dinding geser panel
CLT sejauh 1 (satu) mm. Nilai kekakuan dinding geser panel CLT sengon, mindi
dan nangka masing-masing sebesar 7388 N mm-1, 12521 N mm-1, dan 9402 N
mm-1. Nilai kekakuan dinding geser panel CLT tertinggi terdapat pada dinding
geser mindi. Sifat kekakuan dinding geser tergantung dari mutu lamina-lamina
penyusun dinding CLT, semakin tinggi mutu kayu lamina, penyusun dinding
geser panel CLT, maka semakin tinggi pula kekuatan dinding geser panel CLT

19
yang dihasilkan. Disamping itu, proses perekatan dan pengempaan juga memiliki
pengaruh terhadap kekakuan dinding geser panel CLT.
Tjondro et.al (2011) mengemukakan nilai kekuatan dan kekakuan dinding
geser panel CNLT (Cross Nail Laminated Timber) dari kayu sengon masingmasing sebesar 13260 N sampai1 7700 N dan 900 N mm-1 sampai 1137 N mm-1.
Nilai kekuatan dan kekauan dari penelitian ini dengan menggunakan kayu sengon,
mindi dan nangka masih lebih besar, hal ini diduga disebabkan oleh perbedaan
ukuran sampel uji,jenis kayu dan jenis perekat yang digunakan. Lebih lanjut Jang
(2008) menyatakan bahwa ketahanan panel CLT sangat berhubungan erat dengan
lebar panel. Semakin lebar dimensi panel, maka nilai kekakuannya semakin besar.
Dujic et.al (2007) menyatakan dinding kayu utuh memiliki kapasitas
beban dan kekakuan yang tinggi dibanding dengan dinding kayu dengan bukaan.
Panel dinding dengan bukaan memiliki kekakuan geser yang lebih rendah namun
kapasitas dukung yang tidak berkurang banyak, karena kegagalan sebagian besar
terkonsentrasi didaerah-daerah penahan dan disudut-sudut sekitar bukaan.
Secara umum kerusakan yang terjadi pada dinding panel CLT berupa
celah (gap) pada tumpuan dasar dinding CLT disekitar plat dan baut akibat
adanya beban lateral.

a Tampak samping

b Tampak depan

Gambar 14 Kerusakan pada tumpuan dasar panel CLT

Kekuatan Bidang Panel CLT
Beban Batas Proporsional
Pengujian beban dan kekuatan tekan tegak lurus dalam penelitian ini
diambil hanya dari nilai tegangan serat pada batas proporsional. Menurut
(Mardikanto et al. 2011), efek pertama yang terjadi akibat tekanan tegak lurus
serat kayu adalah pemadatan sel karena dinding bagian atas dan bawah sel
menyatu. Dengan kejadian tersebut, maka kekuatan kayu seolah-olah menjadi

20
meningkat lagi, sebenarnya sudah terjadi kerusakan. Lebih lanjut Serrano dan
Enquist (2010) menyatakan kegagalan yang diperoleh dari tekan tegak lurus serat
akan menyebabkan deformasi yang berlebihan. Dengan demikian pendekatan
yang digunakan mengacu pada standar Eropa, bahwa perhitungan kekuatan
dengan memperkirakan tegangan pada 1%, dimana regangan tekan tidak akan
kembali lagi.
Nilai rataan beban batas proporsional pada empat posisi pembebanan
untuk panel CLT sengon berkisar 1710 kg sampai 5026 kg, panel CLT mindi
berkisar 4035 kg sampai 5018 kg dan panel CLT nangka berkisar 6021 kg sampai
8781 kg (Gambar 15).
10000
9000
8000

Beban (kg)

7000
6000
5000

sengon

4000

mindi

3000
nangka

2000
1000
0
A1

B1

A2

B2

Posisi pembebanan

Gambar 15 Beban batas proporsional panel CLT berdasarkan posisi pembebanan
dan jenis kayu

Tanpa memperhatikan pengaruh jenis kayu sebagai kelompok/blok, rataan
beban batas proporsional yang dihasilkan panel CLT pada empat posisi
pembebanan berkisar antara 4206 kg sampai 6275 kg dengan rataan umum
sebesar 5011 kg (Gambar 16).
Analisis sidik ragam memperlihatkan bahwa posisi plat pada pembebanan
garis berpengaruh nyata terhadap besarnya beban batas proporsional panel CLT
pada taraf nyata 5%. Hasil uji lanjut duncan memperlihatkan beban batas
proporsional pada posisi pembebanan A1 tidak berbeda nyata dengan beban
proporsional pada tipe B1, namun berbeda nyata dengan tipe A2 dan B2. Posisi
plat beban A2 tidak berbeda nyata dengan tipe B2 namun berbeda nyata dengan
tipe A1 dan B1. Posisi pembebanan A1 dengan plat baja ditengah menghasilkan
beban yang lebih tinggi daripada pengujian tipe A2 dengan plat baja yang
ditempatkan dipinggir.
.

Beban (kg)

21
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0

b
b
a

A1

B1

A2

a

B2

Posisi pembebanan

Gambar 16 Beban batas proporsional berdasarkan posisi pembebanan panel CLT
(Keterangan: notasi dengan huruf kecil yang sama menunjukkan tidak
ada perbedaan nilai yang signifikan pada taraf nyata 5%).

Beban (kg)

Rataan beban pada batas proporsional tertinggi pada posisi pembebanan
B1 ( 6275 kg) dan terendah pada tipe A2 (4168 kg). Posisi B1 dengan pembebanan
ditempatkan ditengah dengan arah memanjang tegak lurus serat kayu pada
permukaan panel CLT menghasilkan beban yang lebih tin