Pengembangan Produk Cross Laminated Timber Melalui Pemanfaatan Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) Menggunakan Sambungan Paku

RINGKASAN

Fatwa Alam Islami. E24080061. Pengembangan Produk Cross Laminated Timber Melalui Pemanfaatan Kayu Sengon (Falcataria Moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) Menggunakan Sambungan Paku. Dibimbing oleh Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS.

Ketersediaan kayu yang berkualitas baik dan berdiameter besar di alam saat ini semakin berkurang. Hal ini menyebabkan konsumen harus beralih ke kayu yang berasal dari hutan rakyat agar bisa terpenuhinya kebutuhan tersebut. Akan tetapi kualitas yang rendah dari kayu hutan rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan struktural yang berkualitas tinggi yaitu cross laminated timber (CLT). CLT dibuat dengan menyusun 3 sampai 7 lamina secara bersilangan kemudian direkatkan dan dikempa hidrolik pada seluruh permukaannya atau dapat dengan dipaku (Perkins dan McCloskey 2010). Salah satu modifikasi produk CLT adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut.

Tujuan dari penelitian ini adalah menerangkan pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap produk panel cross laminated timber dari kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) dengan menggunakan sambungan paku.

Nilai rata-rata kerapatan panel CLT paku (0.37 g/cm3) lebih besar dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat. Kadar air panel CLT paku (4.19%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan lebih tinggi dibandingkan CLT perekat dan tidak terlalu berbeda karena rata-rata untuk Bogor ±15%. Pengembangan volume panel CLT paku (5.07%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat tetapi tidak terlalu jauh berbeda. Penyusutan volume panel CLT paku (3.74%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat. Nilai rata-rata MOE panel CLT paku hanya sekitar 20% dari papan kontrol dan hanya sekitar 15% dari CLT perekat dan MOR panel CLT paku dapat mencapai 82% dari papan kontrol dan sekitar 78% dari CLT perekat. Kekuatan lentur panel CLT paku baik tapi kekakuannya kurang baik dibandingkan CLT perekat. Nilai rata-rata kekuatan lateral paku panel CLT jauh lebih kecil dibandingkan dengan perhitungan PPKI 1961. Kekuatan geser panel CLT paku jauh lebih besar dari kekuatan geser panel CLT perekat. Panel CLT dengan ketebalan lamina penyusun 1.67 cm merupakan panel yang paling optimum berdsarkan hasil pengujian keseluruhan.

Kata kunci : Ketersediaan kayu, CLT, kayu sengon, sifat fisis dan mekanis, kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina.

ABSTRACT

Development of Cross Laminated Timber Product Through Sengon Wood (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) Utilization

Using Nail Connection By

1)

Fatwa Alam Islami, 2)Sucahyo Sadiyo

The availability of good quality and big diameter wood in the natural forest, recently keep decreasing. It makes consumer should turn into public forest to fulfill their needs. However, low quality wood from public forest can be modified into product creation for structural material with high quality, which is cross laminated timber (CLT). CLT is created by arranging 3 to 7 laminas are crossed and then glued and compressed hydraulically on the entire surface or can be nailed (Perkins and McCloskey 2010). One of CLT product modification is by doing of combination lamina thickness and orientation angle. This study was aimed to determine the effect of thickness and orientation angle lamina comnbinations to the cross laminated timber panel product of Sengon wood (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) by using nail connection. The average of nail CLT panel density (0.37 g/cm3) larger than control board and adhesive CLT. The average of nail CLT panel moisture content (4.19%) lower than control board and higher than adhesive CLT and not far different from the average of Bogor moisture content ±15%. The volume shrinkage of nail CLT panel (5.07%) is lower than control board and adhesive CLT, but it‟s not far different. The average of volume swelling nail CLT panel (3.74%) lower than control board and adhesive CLT. The average of MOE nail CLT panel is only 20% from control board and only about 15% from adhesive CLT and MOR. Nail CLT nail panel is able to reach 82% from control board and about 78% from adhesive CLT. The MOR of nail CLT panel is good but MOE isn‟t better than adhesive CLT. The average of lateral force nail CLT panel, smaller than stated by PPKI 1961. The average of shear strength nail CLT panel is larger than adhesive CLT panel. CLT panel with laminas 1,67 cm is the most optimum panel according to all tests result

keywords: The availability of wood, CLT, sengon wood, physical and mechanical characteristic, thickness and orientation angle lamina combinations

1)

Student of Forest Products Department, Faculty of Forestry, IPB. 2)

Lecturer of Forest Products Department, Faculty of Forestry, IPB. DHH

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ketersediaan kayu yang berkualitas baik dan berdiameter besar di alam saat ini semakin berkurang akibat dari eksploitasi hutan alam yang berlebihan, serta konversi lahan secara besar-besaran. Berdasarkan artikel Asun (2011) bersumber dari Forest Watch Indonesia (FWI), dalam kurun waktu 60 tahun terakhir, tutupan hutan di Indonesia berkurang dari 162 juta ha menjadi hanya 88,17 juta ha pada tahun 2009. Atau setara dengan sekitar 46,3 persen dari luas total daratan Indonesia. Sedangkan kebutuhan akan kayu yang digunakan sebagai bahan baku struktural semakin meningkat. Hal ini menyebabkan konsumen harus beralih ke kayu yang berasal dari hutan rakyat agar bisa terpenuhinya kebutuhan mereka. Akan tetapi, kayu yang berasal dari hutan rakyat memiliki diameter yang kecil dan kualitasnya tidak sebaik yang berasal dari hutan alam. Salah satu jenis dari kayu rakyat adalah Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes).

Seiring berjalannya waktu, terjadi perkembangan teknologi terutama di bidang rekayasa kayu, maka penggunaan kayu-kayu yang berdiameter kecil dan berkualitas rendah dari hutan rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan struktural yang berkualitas tinggi. Salah satu produk baru rekayasa kayu adalah produk cross laminated timber (CLT). Menurut Associates (2010), CLT merupakan produk rekayasa kayu yang dibentuk dengan penyusunan sejumlah lapisan kayu secara bersilangan satu sama lainnya dan kemudian direkatkan. Menurut Perkins dan McCloskey (2010), CLT dibentuk dengan 3 sampai 7 lapisan kayu atau papan yang disusun secara bersilangan dan direkatkan bersama dengan tekanan hidrolik pada seluruh bagian permukaan atau juga dapat dipaku.

Pemanfaatan kayu rakyat sebagai produk CLT belum banyak dilakukan terutama di Indonesia. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian rekayasa kayu pembuatan panel CLT. Produk CLT merupakan perpanjangan dari produk rekayasa balok laminasi (gluelam) yang tersusun dari lamina-lamina, hanya saja

pada produk CLT adanya penataan lapisan lamina yang bersilang dibagian tengahnya, sedangkan produk gluelam disusun dengan lamina yang saling sejajar. Produk CLT juga merupakan perpanjangan dari kayu lapis yang disusun saling bersilangan, hanya saja pada produk kayu lapis terbuat dari vinir, sedangkan produk CLT mencoba memanfaatkan sifat struktural dari kayu yang dibuat menjadi lamina-lamina.

Modifikasi produk dalam proses pembuatan CLT adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina menggunakan sistem sambungan paku. Seperti diketahui kayu bersifat anisotropik yaitu sifat kayu yang menunjukkan perbedaan sifat-sifat pada bidang orientasinya atau kemampuan kayu dalam menerima beban yang bekerja padanya tidak sama, tergantung dari arah seratnya. Dengan adanya penataan lapisan lamina yang bersilang pada panel CLT, diharapkan dapat memberikan nilai kekuatan, kekakuan, dan kestabilan struktur, sehingga jenis-jenis kayu hutan rakyat dapat digunakan sebagai bahan struktural. Nilai karaktersitik dari panel CLT dapat dijelaskan dengan memperoleh parameter atau data utama dan penunjang berupa data sifat fisis dan mekanis bahan kayu dan contoh uji yang diperoleh melalui pangujian laboratorium berdasarkan standar yang digunakan.

1.2 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah menerangkan pengaruh dari kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap produk panel cross laminated timber dari kayu Sengon dengan menggunakan sambungan paku.

1.3 Manfaat

Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan informasi bahwa jenis kayu rakyat seperti kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) sebagai kayu fast growing spesies merupakan jenis kayu yang berpotensi sebagai bahan struktural dalam bentuk produk panel cross laminated timber (CLT). Produk ini terutama dapat digunakan untuk mendukung pengadaan bahan baku secara nasional sebagai komponen komposit untuk lantai, dinding, dan atap bangunan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Cross Laminated Timber (CLT)

Cross Laminated Timber (CLT) merupakan produk canggih, dikembangkan di Swiss pada awal 1990-an, dirancang untuk meningkatkan stabilitas dimensi dan kekuatan dalam sistem sambungan. CLT terbuat dari beberapa lapisan kayu, dengan masing-masing lapisan saling bersilangan. Digunakan untuk bentang panjang di lantai, dinding, atau atap, CLT dapat berupa setengah jadi, yang mengurangi penukaran tenaga kerja, dan sama-sama cocok untuk konstruksi baru dan penambahan bangunan yang ada (wood naturally 2012).

CLT dibentuk dengan 3 sampai 7 lapisan kayu atau papan yang disusun secara bersilangan dan direkatkan bersama dengan tekanan hidrolik pada seluruh bagian permukaan atau juga dapat dipaku. Setiap lapisan terdiri dari papan dengan berbagai ketebalan laminasi. Ketebalan panel CLT biasanya dalam kisaran dua inci, tetapi panel dengan tebal 20 inci dapat dibentuk. Ukuran lebar panel berkisar antara 4-10 kaki dan panjangnya 16-50 kaki (Perkins dan McCloskey 2010).

Produk CLT yang dikenal juga sebagai X-Lam adalah konstruksi kayu besar prafabrikasi yang digunakan untuk konstruksi penahan beban seperti dinding dan rakitan untuk lantai. X-Lam menjadi semakin terkenal untuk perumahan, dan juga untuk kantor, ritel, serta bangunan industri khususnya di Negara Austria dan Italia. X-Lam tersedia dengan lapisan 3, 5, 7, atau lebih, tergantung pada tujuan dan permintaaan kebutuhan. Lebar papan tunggal biasanya bervariasi antara 80 dan 240 mm, dengan ketebalan antara 10 dan 35 mm (Frangi et al. 2006).

Menurut Michael (2008), produk CLT begitu kuat, tahan gempa bumi, dan kebakaran yang dapat digunakan sebagai pengganti beton pada bangunan tingkat menengah.

Menurut Perkins dan McCloskey (2010), keunggulan dalam penggunaan produk CLT, antara lain:

a. Biaya Efektif

- Pemasangan atau pembangunan panel lebih cepat dan keterlambatan konstruksi lebih sedikit karena elemen prafabrikasi.

- Pemasangan cepat dan kering, dengan seketika dapat tahan lama.

- Limbah di tempat untuk elemen dinding, lantai, dan atap dapat dikurangi. b. Keunggulan Kinerja Bangunan

- Perlindungan api. Karena ketahanan terhadap penyebaran dan stabilitas struktural dari ketebalan yang signifikan pada kayu solid.

- Kekuatan beban bergerak dan gempa bumi. Pemerintah Jepang telah melakukan tes gempa bumi pada CLT dengan faktor skala 12 Richter.

- Stabilitas dimensi. Pengaruh multi-lapisan papan, susut, dan pembengkakan dapat diabaikan.

- Peluang mutu terlihat. CLT dapat diketam, diamplas, atau disikat/dikuas.

- Kenyamanan tempat tinggal. Sifat insulasi suhu dan kelembaban yang layak.

c. Dampak Terhadap Lingkungan Kecil

- CLT memiliki potensi untuk menjadi elemen penting dalam konstruksi bangunan yang seluruhnya terbuat dari kayu, dengan sifat mengurangi emisi karbon dan penyimpanan karbon karena kayu berasal dari sumber yang terbarukan atau lestari.

- Bangunan karbon netral. Kayu memberikan kontribusi netralitas secara keseluruhan karena lebih banyak karbon akan dihilangkan dari atmosfer dengan pohon yang tumbuh daripada yang dipancarkan selama proses transformasi menjadi produk. Ini berarti produk kayu membawa kredit karbon yang membantu mengimbangi hutang karbon yang dikenakan oleh bahan bangunan lainnya.

2.2 Kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes)

Bagian terpenting yang mempunyai nilai ekonomi pada tanaman sengon adalah kayunya. Kayu sengon digunakan untuk tiang bangunan rumah, papan peti kemas, peti kas, perabotan rumah tangga, pagar, tangkai dan kotak korek api, pulp, kertas dan lain-lainnya. Pohonnya dapat mencapai tinggi sekitar 30-45 meter dengan diameter batang sekitar 70-80 cm. Bentuk batang sengon bulat dan tidak

berbanir. Kulit luarnya berwarna putih atau kelabu, tidak beralur dan tidak mengelupas. Berat jenis kayu rata-rata 0,33 dan termasuk kelas awet IV-V. Tajuk tanaman sengon berbentuk menyerupai payung dengan rimbun daun yang tidak terlalu lebat. Daun sengon tersusun majemuk menyirip ganda dengan anak daunnya kecil-kecil dan mudah rontok. Warna daun sengon hijau pupus, berfungsi untuk memasak makanan dan sekaligus sebagai penyerap nitrogen dan karbon dioksida dari udara bebas. Sengon memiliki akar tunggang yang cukup kuat menembus ke dalam tanah, akar rambutnya tidak terlalu besar, tidak rimbun dan tidak menonjol kepermukaan tanah. Akar rambutnya berfungsi untuk menyimpan zat nitrogen, oleh karena itu tanah disekitar pohon sengon menjadi subur. Dengan sifat-sifat kelebihan yang dimiliki sengon, maka banyak pohon sengon ditanam ditepi kawasan yang mudah terkena erosi dan menjadi salah satu kebijakan

pemerintah melalui DEPHUT untuk menggalakan „Sengonisasi‟ di sekitar daerah

aliran sungai (DAS) di Jawa, Bali dan Sumatra. Bunga tanaman sengon tersusun dalam bentuk malai berukuran sekitar 0,5-1 cm, berwarna putih kekuning-kuningan dan sedikit berbulu. Setiap kuntum bunga mekar terdiri dari bunga jantan dan bunga betina, dengan cara penyerbukan yang dibantu oleh angin atau serangga. Buah sengon berbentuk polong, pipih, tipis, dan panjangnya sekitar 6-12 cm. Setiap polong buah berisi 15-30 biji. Bentuk biji mirip perisai kecil dan jika sudah tua biji akan berwarna coklat kehitaman,agak keras, dan berlilin (Wikipedia 2012).

Menurut Wikipedia (2012), Tanaman Sengon dapat tumbuh baik pada tanah regosol, aluvial, dan latosol yang bertekstur lempung berpasir atau lempung berdebu dengan kemasaman tanah sekitar pH 6-7. Ketinggian tempat yang optimal untuk tanaman sengon antara 0-800 m dpl. Walapun demikian tanaman sengon ini masih dapat tumbuh sampai ketinggian 1500 m dpl. Sengon termasuk jenis tanaman tropis, sehingga untuk tumbuhnya memerlukan suhu sekitar 18°-27°C. Curah hujan mempunyai beberapa fungsi untuk tanaman, diantaranya sebagai pelarut zat nutrisi, pembentuk gula dan pati, sarana transpor hara dalam tanaman, pertumbuhan sel dan pembentukan enzim, dan menjaga stabilitas suhu. Tanaman sengon membutuhkan batas curah hujan minimum yang sesuai, yaitu 15 hari hujan dalam 4 bulan terkering, namun juga tidak terlalu basah, dan memiliki

curah hujan tahunan yang berkisar antara 2000-4000 mm. Kelembaban juga mempengaruhi setiap tanaman. Reaksi setiap tanaman terhadap kelembaban tergantung pada jenis tanaman itu sendiri. Tanaman sengon membutuhkan kelembaban sekitar 50%-75%.

Sengon merupakan tumbuhan yang dapat tumbuh pada tanah yang tidak subur, kering, maupun becek. Jenis tumbuhan ini menghendaki iklim basah sampai agak kering, pada dataran rendah sampai pegunungan dengan ketinggian 1500 m dpl. Tinggi pohon sampai 40 meter dan tinggi batang bebas cabang 10 sampai 30 m, serta diameternya sampai dengan 80 cm (Martawijaya et al. 1989).

Menurut Pandit dan Kurniawan (2008), kayu sengon memiliki warna teras dan gubal yang sulit dibedakan, berwarna putih abu-abu kecokelatan atau putih merah kecokelatan pucat. Tekstur kayu sengon agak kasar sampai kasar, arah seratnya terpadu dan terkadang lurus dengan sedikit corak. Menurut Pandit (1989), kayu sengon digolongkan sebagai kayu daun lebar dengan pori berbentuk bulat besar dan sebagian besar soliter dan sisanya merupakan pori gabungan terdiri 2-3 pori. Menurut Pandit dan Kurniawan (2008), berat jenis rata-rata kayu sengon adalah 0,33 (0,24-0,49) dengan kelas awet IV-V, dan kelas kuatnya IV-V.

2.3 Sistem Sambungan

Menurut Hoyle (1973), sambungan merupakan lokasi sederhana yang menghubungkan dua bagian atau lebih menjadi satu dengan bentuk tertentu pada ujung-ujung perlekatannya. Menurut Tular et al. (1981), sambungan merupakan titik terlemah dari suatu konstruksi. Dalam pelaksanaan konstruksi kayu, harus diperhatikan cara menyambung, serta menghubungkan kayu tertentu sehingga dalam batas-batas tertentu gaya tarik dan gaya tekan yang timbul dapat diterima atau disalurkan secara baik.

Menurut Surya (2007), tujuan penyambungan kayu adalah memperoleh panjang yang diinginkan atau membentuk suatu konstruksi rangka batang sesuai dengan keinginan. Sebuah sambungan pada suatu konstruksi merupakan titik kritis atau terlemah pada konstruksi tersebut. Oleh karena itu, kayu yang akan disambung harus merupakan pasangan yang cocok, penyambungan tidak boleh sampai merusak kayu yang disambung tersebut, setelah menjadi sambungan

hendaknya diberi bahan pengawet agar tidak cepat lapuk dan sebaiknya sambungan kayu yang dibuat terlihat dari luar agar mudah untuk dikontrol.

Menurut Surjokusumo (1980), kekuatan sambungan tergantung pada kekuatan komponen penyusunnya, yaitu kayu yang akan disambung dan alat sambungnya. Sesuai dengan teori mata rantai, kekuatan sambungan banyak ditentukan oleh komponen yang terlemah. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan sambungan antara lain, kerapatan kayu, besarnya beban yang diberikan, dan keadaan alat sambung.

Menurut Wirjoamartono (1977), sambungan kayu dapat dibagi menjadi tiga golongan besar, yaitu sambungan desak, sambungan tarik, dan sambungan momen. Alat-alat sambung digolongkan menjadi empat yaitu 1) paku, baut, dan sekrup kayu, 2) pasak kayu keras, 3) alat-alat sambung modern, dan 4) perekat.

2.4 Cross Laminated Timber dengan Sambungan Paku

Menurut Soehendrodjati (1990), paku sebagai alat sambung sudah banyak digunakan, baik untuk penyambung perabotan rumah tangga, kusen, pintu, jendela maupun pada struktur bangunan. Menurut Yap (1964), beberapa keuntungan penggunaan paku antara lain efisiensi lebih besar, perlemahan sangat kecil kira-kira 10% yang terkadang sering diabaikan, kekuatan tidak tergantung arah serat, pengaruh cacat-cacat kurang, lebih kaku, beban pada penampang lebih merata, dan tidak perlu dibor terlebih dahulu jika kayu sambungan tidak terlalu tebal dan tidak keras. Menurut Breyer et al. (2007), paku dapat ditempatkan berdekatan, sangat efektif, dan relatif murah karena biasanya dipakai secara langsung tanpa perlu membuat lubang pada kayu. Menurut Frick dan Maoediartianto (2004), penggunaan paku dalam kayu keras mengharuskan dilakukan pengeboran terlebih dahulu agar pecah pada kayu terhindar. Besarnya lubang bor adalah 0,8–0,9d dan kedalaman lubang 2/3 dari tebal kayu.

Menurut Wiryomartono (1977), aplikasi paku sebagai alat sambung pada konstruksi kayu pada dasarnya didesain untuk memikul beban geser dan lenturan. Dari beberapa tipe paku utama yang digunakan dalam aplikasi struktural, maka paku umum dan paku panjang merupakan paku paling sering digunakan di Indonesia. Sama seperti paku lainnya paku umum memiliki ujung paku berbentuk diamond. Dalam buku Design of Wood Structures, ASD/LRFD (2007)

dicantumkan panjang paku umum berkisar dari 5.08-15.24 cm dengan diameter berkisar dari 2.87-6.68 mm. Paku umum tersebut terbuat dari kawat baja karbon rendah dengan batang datar (lurus) dan ujung diamond. Karena diameter paku umum lebih besar dibandingkan diameter tipe paku lainnya, paku umum memiliki kecenderungan melentur yang kecil saat dipalu secara manual. Kekuatan lentur paku umum, box dan paku sinker berdasarkan Tabel NDS (National Design Spesification for Wood Construction ASD/LRFD (2005) dari kisaran diameter paku 2.87-6.68 mm adalah 70-100 ksi (4922-7031 kg/cm2).

Dalam kaitan dengan nilai desain sambungan paku, PKKI (Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia) 1961 telah mengakomodasikan syarat-syarat yang harus diperhatikan pada sambungan paku, diantaranya kekuatan paku tidak dipengaruhi oleh besarnya sudut penyimpangan antara arah gaya dan arah serat. Apabila dalam suatu baris terdapat lebih dari 10 paku, maka kekuatan paku harus dikurangi dengan 10%, dan jika lebih dari 20 paku harus dikurangi dengan 20%. Jarak paku minimum harus memenuhi syarat sebagai berikut, dalam arah gaya : 12d untuk tepi kayu yang dibebani, 5d untuk tepi kayu yang tidak dibebani dan jarak antara baris-baris paku, sedangkan dalam arah tegak lurus arah gaya : 5d untuk jarak sampai tepi kayu dan 5d untuk jarak antara baris-baris paku (Yap 1964).

Berdasarkan hasil penelitian Surjokusumo et al. (1980) serta Wirjomartono (1977), kekuatan sambungan kayu dipengaruhi oleh jenis kayu. Banyak penelitian menyatakan peranan jenis kayu yaitu, kerapatan kayu atau tebal dinding sel kayu sangat besar dalam mempengaruhi kekuatan sambungan kayu. Penelitian Surjokusumo et al. (1980) menyimpulkan bahwa semakin tinggi kerapatan kayu dan jumlah paku maka kekuatan sambungan akan meningkat, tetapi peningkatan ini tidak bersifat linier. Pemakaian jumlah paku yang besar pada kayu dengan kerapatan tinggi cenderung akan memperbesar perlemahan sambungan. Selanjutnya dikatakan bahwa rata-rata kekuatan per paku akan meningkat dengan meningkatnya kerapatan kayu tetapi cenderung konstan dengan bertambahnya jumlah paku.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Kegiatan penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu untuk proses persiapan bahan baku, pembuatan panel, dan pengujian sifat fisis panel CLT. Pengujian sifat mekanis panel CLT dilakukan di Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Kampus IPB Bogor. Penelitian dilakukan dari bulan Oktober 2011 hingga bulan Juli 2012.

3.2 Bahan dan Alat

Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) dalam bentuk sortimen papan-papan dari berbagai ketebalan yang berasal dari daerah Cibungbulang, Bogor. Bahan lain penelitian ini adalah paku bulat diameter 2.7 mm dengan panjang 5.1 cm yang diperoleh dari toko bangunan di sekitar Bogor.

Beberapa alat yang digunakan antara lain palu, kipas angin, moisture meter, gergaji mesin (circular saw), mesin serut (planner), mesin amplas, penggaris, caliper, timbangan digital, ember, oven, dan desikator. Pengujian MOE dan MOR panel CLT dilakukan dengan menggunakan UTM (Universal Testing Machine) merk Instron tipe 3369 Series IX Version 8.27.00 dengan kapasitas beban 5 ton.

3.3 Metode Penelitian

Terdapat enam tahapan dalam kegiatan penelitian pembuatan panel CLT ini. Penelitian dimulai dengan proses pengeringan dan peembuatan lamina, kemudian pemilahan lamina, penyusunan lamina, pemakuan panel CLT, pembuatan contoh uji, dan tahap terakhir adalah pengujian sifat fisis dan mekanis panel CLT.

3.3.1 Pengeringan dan Pembuatan Lamina

Papan-papan lamina kayu sengon dikeringkan secara alami dengan bantuan kipas angin selama 30 hari atau hingga mencapai kadar air kering udara

sekitar 12-15% (Gambar 1). Papan-papan tersebut kemudian digergaji dan diserut menjadi papan-papan lamina dengan ukuran panjang menjadi 120 cm, lebar 15 cm, dan ketebalan 1 cm sebanyak 45 papan, ketebalan 1.67 cm sebanyak 45 papan, ketebalan 2 cm sebanyak 30 papan, dan ketebalan 3 cm sebanyak 15 papan. Sebagai kontrol dibuat balok utuh kayu sengon berukuran 5x5x150 cm.

Gambar 1 Pengeringan alami sortimen kayu sengon 3.3.2 Pemilahan Lamina

Pemilihan lamina dilakukan dengan menggunakan metode pemeriksaan secara visual dan mutu lamina ditentukan berdasarkan nilai modulus elastisitasnya (MOE). Metode pemeriksaan secara visual dilakukan dengan mengamati kondisi permukaan lamina sehingga bebas dari cacat-cacat alami atau cacat yang timbul akibat pengeringan. Pemilahan lamina berdasarkan nilai modulus elastisitasnya (MOE) dilakukan dengan cara pengujian sistem non destructive test, menggunakan mesin pemilah kayu sederhana. Prosedur pemilahannya adalah sebagai berikut (Surjokusumo et al. 2003) :

1. Lamina yang akan dipilah diletakkan di atas dua tumpuan.

2. Beban A (P1) diletakkan diatas lamina tepat diatas deflektometer, diukur besarnya defleksi (y1).

3. Beban standar B (P2) kemudian ditambahkan, angka pada deflektometer dicatat.

Dari pemilahan tersebut diperoleh nilai elastisitas masing-masing papan lamina. Nilai tersebut dikelompokkan menjadi dua kelompok dengan rentang nilai tertentu dan diberi simbol E1 dan E2 dimana E1>E2. E1 untuk face atau back sebagai lamina sejajar, sedangkan E2 untuk core sebagai lamina tengah. Nilai MOE yang termasuk dalam kelompok E2 atau lamina tengah dipotong miring dengan lima macam orientasi sudut yaitu sudut 0˚, 30˚, 45˚, 60˚, dan 90˚.

3.3.3 Penyusunan Lamina

Prinsip penyusunan lamina pada panel CLT dilakukan dengan cara mengatur tebal panel 5 cm menurut tiga kombinasi ketebalan lamina (A), yaitu lamina face, core, dan back masing masing memiliki tebal A1 (1-3-1 cm) dan dengan cara yang sama untuk kombinasi A2 (2-1-2) cm, dan kombinasi A3 (1.67-1.67-1.67) (Gambar 2).

Serat lamina atas dan bawah diatur sejajar satu dengan lainnya, sedangkan core berdasarkan orientasi sudut lamina berturut-turut yaitu 0˚ (B1), 30˚ (B2), 45˚ (B3), 60˚ (B4), dan 90˚ (B5) (Gambar 3). Setiap kombinasi panel CLT dibuat dalam tiga ulangan sehingga diperoleh total panel CLT sebanyak 45 panel.

A1 A2 A3

Gambar 2 Penyusunan panel CLT menurut kombinasi ketebalan lamina

Gambar 3 Penyusunan panel CLT menurut orientasi sudut lamina (Sumber : Apriliana 2012)

3.3.4 Pemakuan Panel

Pemakuan panel CLT dengan mengikuti besarnya orientasi sudut lamina tengah dengan jarak antar paku minimum 1.5-2d. Jumlah paku pada semua kombinasi panel CLT dibuat sama, yaitu sebanyak 72 paku pada sepanjang bentang panel CLT 71 cm. Dengan demikian jumlah paku sepanjang setengah bentang adalah 36 batang dan diatur sedemikian rupa sehingga pola susunan pakunya sama dengan setengah bentang lainnya (Gambar 4)

0˚

30˚

45˚

60˚

90˚

Gambar 4 Pemakuan panel CLT menurut orientasi sudut lamina 3.3.5 Pembuatan Contoh Uji

Panel dipotong menjadi contoh uji sifat fisis maupun sifat mekanis. Adapun pola pemotongan contoh uji panel CLT seperti pada Gambar 5.

Gambar 5 Pola pembuatan contoh uji panel CLT

4 2

1 5 3

Keterangan :

1. Contoh uji lentur statis (MOE dan MOR) (5 cm x 12 cm x 76 cm) 2. Contoh uji kerapatan dan kadar air (5 cm x 5 cm x 5 cm)

3. Contoh uji kembang susut kayu (5 cm x 5 cm x 5 cm)

4. Contoh uji kuat lateral paku dan geser paku ( 6 cm x 8 cm x 5 cm) 5. Panjang ukuran panel keseluruhan 120 cm

3.3.6 Pengujian Panel Cross Laminated Timber (CLT)

Pengujian yang diakukan meliputi pengujian sifat fisis dan mekanis untuk mengetahui karakteristik panel CLT menggunakan paku.

3.3.6.1 Pengujian Sifat Fisis

Pengujian sifat fisis panel CLT yang dilakukan antara lain kerapatan (KR), kadar air (KA), pengembangan volume (KV), serta penyusutan volume (SV). Pengujian tersebut menggunakan contoh uji ukuran 5cm x 5cm x 5cm sesuai pada standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber.

a. Kerapatan (ρ)

Kerapatan merupakan nilai dari berat contoh uji dibagi dengan volume contoh uji pada kondisi kering udara. Volume contoh uji diukur dengan mengalikan dimensi panjang, lebar, dan tebalnya (VKU) dan selanjutnya ditimbang untuk didapatkan berat kering udaranya (BKU). Nilai kerapatan dihitung dengan rumus:

g

cm³ =

Keterangan : BKU = berat kering udara (g) ; VKU = volume kering udara (cm3)

b. Kadar Air

Kadar air merupakan hasil pembagian kandungan berat air terhadap berat kering tanurnya yang dinyatakan dalam persen. Berat air adalah selisih dari berat contoh uji kering udara dikurangi berat kering tanurnya. Pengujian kerapatan dan kadar air menggunakan satu contoh uji yang sama. Contoh uji dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya dan dikeringkan dalam oven pada suhu 103±2oC selama 48 jam atau sampai mencapai berat konstan kemudian ditimbang sehingga diperoleh berat kering tanur (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan rumus:

� % = −

BKT 100%

c. Kembang Susut

Pengembangan volume dirumuskan sebagai selisih antara volume akhir dengan volume awal yang dibandingkan dengan volume awalnya yang dinyatakan dalam persen. Contoh uji diukur panjang, lebar dan tebalnya dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh volume awalnya. Selanjutnya contoh uji direndam dalam air selama ±1 minggu, kemudian diangkat dan diukur kembali dimensinya sehingga diperoleh volume akhir contoh uji. Nilai pengembangan volume dihitung dengan rumus:

� � % = − 100%

Untuk pengujian penyusutan volume, contoh uji diukur dimensi panjang, lebar, dan tebalnya dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh volume awal. Kemudian contoh uji dioven pada suhu 103±2oC selama 48 jam atau mencapai berat konstan dan selanjutnya diukur kembali dimensinya sehingga diperoleh volume akhir dari contoh uji. Penyusutan volume merupakan selisih antara volume awal dengan volume akhir yang dibandingkan dengan volume awalnya, dengan rumus sebagai berikut :

% = − 100%

Keterangan : VA = volume awal (cm) ; VB = volume akhir (cm) 3.3.6.2 Pengujian Sifat Mekanis

Sifat mekanis panel CLT yang diuji meliputi pengujian lentur statis dan sambungan paku. Pengujian lentur statis terdiri dari kekakuan lentur atau modulus of elasticity dan kekuatan lentur atau modulus of rupture. Pengujian lentur panel CLT ini didasarkan pada standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber. Pengujian sambungan paku terdiri kekuatan lateral paku dan kekuatan geser sambungan paku. Pengujian geser paku ini berdasarkan modifikasi standar ASTM D5652-95.

a. Kekakuan Lentur atau MOE

Pengujian kekakuan lentur atau MOE menggunakan contoh uji berukuran 5x15x76 cm untuk dimensi tebal, lebar, dan panjangnya. Pengujian MOE panel CLT dilakukan dengan cara meletakkan panel CLT tersebut diatas dua tumpuan

mesin Instron dengan panjang bentang 71 cm dan beban terpusat diberikan di tengah bentang. Rumus yang digunakan untuk menghitung MOE sebagai berikut :

� �2 =

∆ ³

4∆� ℎ³

Keterangan :

∆P = besar perubahan beban sebelum batas proporsi (kg)

L = jarak sangga (cm)

∆Y = besar perubahan defleksi akibat perubahan beban (cm)

b = lebar contoh uji (cm)

h = tebal contoh uji (cm)

b. Kekuatan Lentur atau MOR

Kekuatan lentur atau MOR panel CLT dilakukan bersama-sama dengan pengujian MOE dengan menggunakan contoh uji yang sama. Pengujian MOR dilakukan sampai panel CLT yang diberikan beban terpusat ditengah bentangnya mengalami kerusakan. Nilai MOR dihitung dengan rumus :

� �2 =

3 2 ℎ²

Keterangan :

P = beban maksimum (kg)

L = jarak sangga (cm)

b = lebar contoh uji (cm)

h = tebal contoh uji (cm)

Gambar 6 Pengujian lentur statis panel CLT c. Pengujian Sambungan Paku

Contoh uji untuk pengujian kekuatan lateral paku dan kekuatan geser paku sambungan geser ganda dibuat dengan ukuran 6x8 cm dengan tebal 5 cm sesuai dengan tebal panel CLT (Gambar 7). Arah beban yang diberikan pada pengujian sambungan paku tersebut adalah tegak lurus terhadap sumbu memanjang paku. Kedua nilai kekuatan sambungan paku tersebut ditetapkan ketika paku mengalami

displacement atau sesaran sebesar 1.5 mm dan 5 mm. Rumus yang digunakan untuk menghitung kekuatan lateral paku adalah sebagai berikut :

� =

ℎ

� �₂ =

4 ²

Keterangan :

P = beban masing-masing pada sesaran 1.5 mm dan 5 mm (kg)

r = jari-jari paku (cm)

a b

Gambar 7 Contoh uji kekuatan lateral dan geser paku (a) tampak samping dan (b) tampak depan

3.3.7 Analisis Data

Proses pengolahan data dilakukan dengan menggunakan microsoft excel 2007 dan SAS 9.1.3. Rancangan penelitian panel CLT ini menggunakan percobaan faktorial dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL). Terdapat 2 faktor yang diteliti, yaitu kombinasi tebal lamina (A) dengan 3 taraf, yaitu A1 (1-3-1) cm, A2 (1.67-1.67-1.67) cm, dan A3 (2-1-2) cm dan faktor orientasi sudut lamina (B) dengan 5 taraf, yaitu B1 (0o), B2 (30o), B3 (45o), B4 (60o), dan B5 (90˚) pada bagian lamina tengah. Penelitian ini dilakukan sebanyak 3 kali ulangan. Dengan demikian jumlah contoh uji yang dibuat adalah 3x5x3 = 45 buah satuan percobaan. Model rancangan statistiknya sebagai berikut:

Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + εijk Keterangan :

Yijk = Nilai pengamatan pada ulangan ke-k yang disebabkan oleh taraf ke-i

faktor A dan taraf ke-j faktor B

µ = Nilai rata-rata sebenarnya

Ai = Nilai pengaruh kombinasi ketebalan lamina pada taraf ke-i

(AB)ij = Nilai pengaruh interaksi antara faktor A (kombinasi ketebalan lamina) pada taraf ke-i (1-3-1 cm), (2-1-2 cm) dan (1.67-1.67-1.67 cm) dan faktor

B (orientasi sudut lamina) pada taraf ke-j (0˚, 30o, 45o, 60o dan 90o)

εijk = Nilai galat/ kesalahan percobaan

Jika hasil analisis ragam berbeda nyata, dilakukan uji lanjut menggunakan uji Duncan. 3.3.8 Diagram Alir Kegiatan Penelitian

Secara keseluruhan tahapan kegiatan penelitian untuk mengetahui karekteristik panel CLT ini dapat dilihat pada Gambar 8

Gambar 8 Diagram alir kegiatan penelitian Persiapan Bahan Baku

Pemilahan Lamina

Pembuatan Lamina

Lamina Tebal 1 cm, 1.67 cm, 2 cm, dan 3 cm

Lamina Tengah 0˚, 30˚, 45˚, 60˚, dan 90˚ Pembuatan Papan CLT

Penyusunan Lamina

Pemakuan Lamina Pembuatan Contoh Uji

A1 = 1-3-1 cm

A2 = 1.67-1.67-1.67 cm

A3 = 2-1-2 cm

B1= 0˚

B2= 30˚

B3= 45˚

B4= 60˚

B5= 90˚

Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis ASTM D

143-2005

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisis

Sifat fisis dari panel CLT yang diuji yaitu, kerapatan ( ), kadar air (KA), pengembangan volume (KV) dan penyusutan volume (SV). Hasil pengujian sifat fisis disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Sifat fisis panel CLT Kayu Sengon

No. Contoh Uji (g/cm3) KA (%) KV (%) SV (%)

I. Panel CLT

1. A1B1 0.38 13.84 5.16 4.84

2. A1B2 0.40 14.07 5.32 3.14

3. A1B3 0.44 14.62 5.69 3.83

4. A1B4 0.38 13.94 5.09 3.23

5. A1B5 0.36 13.92 5.19 2.93

6. A2B1 0.35 13.50 5.15 3.80

7. A2B2 0.37 14.18 5.24 3.40

8. A2B3 0.33 14.26 3.18 3.16

9. A2B4 0.35 14.27 4.59 3.02

10 A2B5 0.39 14.11 3.90 3.01

11. A3B1 0.34 14.20 7.28 4.58

12. A3B2 0.38 14.79 4.60 3.94

13. A3B3 0.38 14.75 5.03 4.06

14. A3B4 0.37 14.06 5.83 4.53

15. A3B5 0.36 14.30 4.73 3.44

Rata-rata 0.37 14.19 5.07 3.74

II. Kontrol 0.36 15.08 5.84 5.16

Keterangan :

= Kerapatan (g/cm³) KA = Kadar air (%)

KV = Pengembangan volume (%) SV = Penyusutan volume (%)

A1 = Kombinasi ketebalan lamina (1-3-1) cm

A2 = Kombinasi ketebalan lamina (1.67-1.67-1.67) cm A3 = Kombinasi ketebalan lamina (2-1-2) cm

B1 = Orientasi sudut 0° B2 = Orientasi sudut 30° B3 = Orientasi sudut 45° B4 = Orientasi sudut 60° B5 = Orientasi sudut 90°

Secara keseluruhan, rata-rata nilai kerapatan sebesar 0.37 g/cm³, kadar air 14.19 %, pengembangan volume 5.07 %, dan penyusutan volume 3.74 %. Hasil analisis keragaman sifat fisis panel CLT disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2 Analisis keragaman sifat fisis panel CLT Kayu Sengon

Sumber Keragaman ρ KA KV SV

Kombinasi ketebalan 0.0013* 0.0003* 0.0003* 0.0063*

Orientasi sudut 0.2341tn 0.0001* 0.0036* 0.0002*

Kombinasi ketebalan dan orientasi sudut 0.0097* 0.0247* 0.0028* 0.0377*

Keterangan : tn = Tidak berpengaruh nyata

* = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95% 4.1.1 Kerapatan

Kerapatan ialah massa atau berat per satuan volume. Kerapatan biasanya dinyatakan dalam pon per kaki kubik atau kilogram per meter kubik (Haygreen et al. 2003). Kerapatan ialah kandungan massa dalan satuan volume bahan (Tsoumis 1991). Nilai kerapatan panel CLT berkisar antara 0.33 g/cm3 hingga 0.44 g/cm3 dengan rata-rata keseluruhan 0.37 g/cm3 dan kerapatan papan kontrol 0.36 g/cm3 (Tabel 1). Sedangkan berdasarkan hasil penelitian Apriliana (2012) nilai rata-rata kerapatan CLT Sengon dengan perekat yaitu sebesar 0.33 g/cm3. Jika dibandingkan dengan papan kontrol dan CLT perekat, maka CLT dengan paku mempunyai nilai kerapatan yang lebih tinggi. Hal tersebut diduga akibat KA rata-rata CLT paku lebih besar jika dibandingkan dengan CLT perekat, karena nilai kadar air dapat mempengaruhi nilai kerapatan dari kayu. Semakin turun kadar air semakin kecil nilai kerapatan, begitu juga sebaliknya semakin besar kadar air semakin besar pula nilai kerapatan suatu kayu.

Analisis keragaman (Tabel 2) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut memberikan pengaruh nyata terhadap nilai kerapatan panel CLT, sehingga harus dilakukan uji lanjut Duncan. Sebaran nilai kerapatan panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 9.

Gambar 9 Sebaran rataan kerapatan panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina

Hasil uji lanjut terhadap kombinasi ketebalan dan orientasi sudut pada nilai kerapatan (Lampiran 1) menunjukkan bahwa rata-rata kerapatan panel CLT A1B3 yang mempunyai nilai paling tinggi sebesar 0.44 g/cm3 dan A1B3 berbeda nyata terhadap kerapatan panel lainnya. Sedangkan nilai kerapatan paling rendah yaitu A2B3 sebesar 0.33 g/cm3 juga berbeda nyata dengan panel lainnya.

Pengaruh interaksi kombinasi ketebalan dan orientasi sudut terhadap kerapatan diduga karena lamina penyusun panel CLT memiliki massa yang tidak seragam diakibatkan oleh ketebalan yang berbeda dan kandungan kadar air yang berbeda. Sebelum disambung lamina-lamina tersebut sudah dikeringudarakan terlebih dahulu, namun ternyata lamina penyusun panel CLT dengan kombinasi 1-3-1 cm masih memiliki kerapatan yang cukup tinggi dibandingkan dengan lamina lainnya.

Kerapatan salah satu kriteria dari sifat fisis yang akan mempengaruhi kekuatan dari CLT, dimana kayu yang kuat menunjukkan kualitas kayu tersebut baik. Hal tersebut diperkuat dengan pernyataan dari Ati (2012), kerapatan panel yang dihasilkan merupakan salah satu sifat fisis yang mempengaruhi kualitas panel CLT. Diperkuat lagi dengan pernyataan Mardikanto et al (2011) dalam Apriliana (2012), semakin besar kerapatan dan berat jenis kayu semakin kuat kayu tersebut. Jadi kerapatan panel CLT diupayakan seseragam mungkin agar tidak terjadi perbedaan saat diuji, sehingga bisa disimpulkan ketika kerapatan seragam dan hasilnya berbeda, maka hal tersebut bukan lagi karena kerapatannya yang berbeda. 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 A 1 B 1 A 1 B 2 A 1 B 3 A 1 B 4 A 1 B 5 A 2 B 1 A 2 B 2 A 2 B 3 A 2 B4 A 2 B5 A 3 B 1 A 3 B 2 A 3 B 3 A 3 B 4 A 3 B 5 Kera p a ta n (g/c m ³) Panel CLT

4.1.2 Kadar Air

Kadar air (KA) adalah jumlah air yang berada di dalam kayu, dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya (Haygreen and Bowyer 1993). Nilai KA panel CLT berkisar antara 13.50% hingga 14.79% dengan rata-rata keseluruhan sebesar 14.19% dan KA papan kontrol 15.08% (Tabel 1). Sedangkan hasil penelitian Apriliana (2012) menunjukkan nilai rata-rata KA CLT Sengon dengan perekat yaitu sebesar 13.44%. Jika dibandingkan dengan papan kontrol dan CLT perekat, maka CLT dengan paku mempunyai nilai KA yang lebih tinggi dibanding perekat dan lebih rendah dibanding papan kontrol. Hal tersebut diduga karena papan kontrol merupakan papan utuh dimana yang bukan tersusun dari lamina-lamina. Sedangkan CLT merupakan gabungan dari beberapa papan lamina yang antara satu dengan yang lainnya berbeda kandungan KAnya, jika ketiga lamina penyusun tersebut disatukan dapat menaikkan atau menurunkan nilai KA masing-masing lamina dan menghasilkan nilai KA panel CLT yang lebih rendah dari papan kontrol. Ketiga nilai KA tersebut dapat dianggap tidak berbeda nyata karena masuk dalam rentang KA rata-rata sengon di kota Bogor berdasarkan Priadi (2006) yaitu berkisar ±15%.

Analisis keragaman (Tabel 2) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut lamina memberikan pengaruh yang nyata terhadap besarnya nilai KA panel CLT, sehingga dilakukan uji lanjut Duncan. Sebaran rataan KA panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 10.

Gambar 10 Sebaran rataan kadar air panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 A 1 B 1 A 1 B 2 A 1 B 3 A 1 B4 A 1 B 5 A 2 B 1 A 2 B 2 A 2 B 3 A 2 B 4 A 2 B 5 A 3 B 1 A 3 B 2 A 3 B 3 A 3 B 4 A 3 B 5 Ka d a r A ir (% ) Panel CLT

Hasil uji lanjut terhadap kombinasi ketebalan dan orientasi sudut pada besarnya nilai KA (Lampiran 2) menunjukkan bahwa rata-rata KA panel CLT A3B2 dan A3B3 mempunyai nilai KA paling tinggi masing-masing sebesar 14.79%, 14.75% dan berbeda nyata terhadap KA panel lainnya. Panel A2B1

mempunyai paling rendah sebesar 13.50% dan berbeda nyata dengan panel yang lainnya.

Panel CLT dengan kombinasi ketebalan 1.67 cm memiliki KA yang hampir sama dari berbagai orientasi sudut, hal tersebut dikarenakan ketebalan yang sama antara lamina penyusunnya, sehingga hanya sedikit perbedaan KA dari lamina-lamina dengan ketebalan 1.67 cm tersebut.

Menurut Tsoumis (1991), kadar air adalah salah satu faktor yang mempengaruhi kerapatan dan berat jenis kayu yang berhubungan dengan kekuatan. Pada umumnya kekuatan kayu akan meningkat dengan berkurangnya KA di bawah titik jenuh serat (TJS). Peningkatan kekuatan ini terjadi karena adanya perubahan pada dinding sel yang menjadi semakin kompak. Unit strukturalnya (mikrofibril) semakin rapat dan gaya tarik menarik antara rantai molekul selulosa menjadi lebih kuat.

4.1.3 Pengembangan Volume

Pengembangan volume (KV) atau Swelling adalah penambahan dimensi kayu sebagai akibat dari penambahan kandungan air atau kadar air kayu (Tsoumis 1991).Nilai rata-rata hasil pengujian KV panel CLT berkisar antara 3.18% hingga 7.28% dengan rata-rata keseluruhannya sebesar 5.07% dan KV papan kontrol sebesar 5.84% (Tabel 1). Sedangkan berdasarkan penelitian Apriliana (2012) CLT Sengon memiliki KV sebesar 5.78%. Nilai KV CLT paku lebih rendah dibandingkan dengan kontrol dan CLT perekat. Hal tersebut diduga terjadi akibat dari penggunakan alat sambung paku, sehingga dapat ditekan oleh paku yang melekat di CLT. Sehingga dapat dikatakan bahwa stabilitas dimensi CLT paku lebih baik jika dibandingkan dengan yang lainnya.

Analisis keragaman (Tabel 2) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut memberikan pengaruh nyata terhadap nilai KV panel CLT, sehingga harus dilakukan uji lancut Duncan. Sebaran rataan

KV panel CLT menurut kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 11.

Gambar 11 Sebaran rataan pengembangan volume panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina

Hasil uji lanjut terhadap kombinasi antara ketebalan dan orientasi sudut lamina (Lampiran 3) menunjukkan bahwa rata-rata KV paling tinggi panel CLT A3B1, A3B4, A1B3, dan A1B2 masing-masing sebesar 7.28%, 5.83%, 5.69%, dan 5.32%, dan berbeda nyata dengan yang lainnya. Sedangkan yang memiliki KV terendah A2B3 sebesar 3.18% dan berbeda nyata dengan panel lainnya.

Kombinasi ketebalan 1.67 cm memiliki KV yang rendah, hal tersebut dikarenakan kerapatan panel CLT dengan kombinasi ketebalan 1.67 cm lebih rendah dibandingkan dengan panel lainnya. Sesuai dengan pernyataan Skaar (1972) dalam Anggraini (2012), faktor lain yang mempengaruhi besarnya kembang susut yaitu hilangnya air dari dinding sel, kerapatan, atau berat jenis. Berdasarkan Anggraini (2012), lapisan luar (lamina sejajar) panel CLT akan menahan pengembangan dan penyusutan lapisan dalam (lamina bersilang) dalam arah tranversal, sedangkan lapisan dalam (lamina bersilang) menahan pengembangan dan penyusutan sejajar dalam arah tranversal sesuai besar dari orientasi sudut laminya.

4.1.4 Penyusutan Volume

Penyusutan volume atau Shrinkage (SV) adalah berkurangnya dimensi kayu akibat penurunan kadar air di bawah titik jenuh serat. Perubahan kadar air di bawah titik jenuh serat tidak menyebabkan perubahan dimensi kayu (Tsoumis

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00

P

e

n

gemb

a

n

ga

n

V

o

lu

me

(%

)

1991). Nilai rata-rata SV panel CLT berkisar antara 2.93% hingga 4.84% dengan rata-rata keseluruhan sebesar 3.74% dan papan kontrol sebesar 5.16% (Tabel 1). Berdasarkan hasil penelitian Apriliana (2012) CLT perekat SV sebesar 4.45%. Jika dibandingkan dengan perekat dan kontrol, maka nilai SV CLT paku lebih rendah dibandingkan yang lain. Hal tersebut diduga terjadi akibat penggunaan alat sambung paku yang menahan penyusutannya.

Analisis keragaman (tabel 2) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut memberikan pengaruh nyata terhadap nilai SV, sehingga harus dilakukan uji lanjut Duncan. Sebaran rataan SV panel CLT menurut kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudutnya disajikan pada gambar 12.

Gambar 12 Sebaran rataan penyusutan volume panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina

Hasil uji lanjut terhadap kombinasi ketebalan dan orientasi sudut pada besarnya SV (Lampiran 4) menunjukkan bahwa rata-rata SV panel A1B1, A3B1, A3B4 mempunyai nilai SV paling tinggi masing-masing sebesar 4.84%, 4.58%, dan 4.53% dan berbeda nyata terhadap panel lainnya dan A1B4, A2B3, A1B2, A2B4, A2B5, A1B5 mempunyai nilai SV terendah sebesar 3.23%, 3.16%, 3.14%, 3.02%, 3.01%, 2.93% dan berbeda nyata dengan panel yang lainnya.

Penyusutan pada panel dengan ketebalan lamina penyusun 1.67 cm lebih

kecil dan orientasi sudut 90˚ juga kecil penyusutannya. Hal tersebut sesuai dengan

pernyataan Bowyer (1996), variasi dalam tiga faktor, yaitu ukuran dan bentuk potongan kayu, kerapatan contoh uji, dan laju pengeriangan contoh uji. Diperkuat

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

P

e

n

yu

su

ta

n

V

o

lu

m

e

(%

)

juga dengan pernyataan Skaar (1972) dalam Anggraini (2012), salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya kembang susut suatu kayu yaitu arah serat. Jadi panel dengan lamina penyusun 1.67 cm mempunyai ketebalan yang seragam dan KA hampir sama, sehingga penyusutannya hampir sama. Sedangkan yang membuat panel tersebut berbeda antar panel dengan ketebalan 1.67 cm yaitu sudut

penysun tengahnya, dimana yang tegak lurus (90˚) akan saling menahan

penysutan antara lamina berdekatan.

4.2 Sifat Mekanis

Menurut Mardikanto et al. (2011) dalam Ati (2012), Sifat mekanis kayu merupakan ukuran kemampuan kayu dalam menahan gaya dari luar yang disebut gaya luar (Ati 2012). Menurut Tsoumis (1991), Sifat mekanis kayu ialah ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya luar yang bekerja padanya (membebani benda tersebut). Ketahanan kayu untuk menahan gaya tergantung pada arah dan gaya dari pembebanan. Sifat mekanis kayu termasuk ketahanan terhadap berbagai pembebanan.

Pada penelitian ini sifat mekanis yang diuji adalah modulus of elasticity (MOE), modulus of rupture (MOR), kekuatan lateral paku pada sambungan geser ganda, dan kekuatan geser paku. Pengujian sifat mekanis panel CLT bertujuan untuk mengetahui kekuatan panel CLT tersebut sebagai bahan konstruksi. Hasil pengujian sifat mekanis (MOE dan MOR) disajikan pada tabel 3.

Tabel 3. Kekakuan dan kekuatan lentur panel CLT Kayu Sengon

No. Contoh Uji MOE (kg/cm2) MOR (kg/cm2)

I. Panel CLT

1. A1B1 _{7170 176}

2. A1B2 _{5112 180}

3. A1B3 _{3838 203}

4. A1B4 _{2907 175}

5. A1B5 _{2756 167}

6. A2B1 _{8398 187}

7. A2B2 _{8583 215}

8. A2B3 _{7095 182}

9. A2B4 _{7255 179}

Tabel 3 (Lanjutan)

11. A3B1 _{11654 230}

12. A3B2 _{11850 254}

13. A3B3 _{11271 198}

14. A3B4 _{11349 240}

15. A3B5 _{11520 212}

Rata-Rata 7787 197

II. Kontrol 42658 238

Secara keseluruhan, rata-rata nilai MOE sebesar 7787 kg/cm2 dan MOR sebesar 197 kg/cm2. Hasil analisis keragaman sifat fisis panel CLT disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4 Analisis keragaman kekakuan dan kekuatan lentur panel CLT Kayu Sengon

Sumber Keragaman MOE MOR

Kombinasi ketebalan 0.0001* 0.0001*

Orientasi sudut 0.0001* 0.0074*

Kombinasi ketebalan dan orientasi

sudut 0.0001* 0.0619

tn

4.2.1 Modulus of Elasticity (MOE)

Menurut Tsoumis (1991), Elastisitas ialah sifat bahan untuk kembali ke bentuk semula, ketika pembebanan menyebabkan hubungan antara tegangan dan perubahan bentuk. Hubungan antara tegangan dan regangan didefinisikan sebagai MOE. Hasil pengujian (Tabel 3) menunujukkan nilai MOE panel CLT berkisar antara 2756 kg/cm2 hingga 11850 kg/cm2 dengan rata-rata sebesar 7787 kg/cm2, dan MOE papan kontrol sebesar 42658 kg/cm2. Sedangkan berdasarkan hasil penelitian Apriliana (2012), nilai MOE CLT perekat sebesar 50777 kg/cm2. Berdasarkan hasil tersebut terlihat bahwa nilai MOE CLT paku lebih kecil dibandingkan dengan CLT perekat maupun papan kontrol. Hal tersebut diduga terjadi akibat penggunaan alat sambung paku pada panel CLT, dimana hal tersebut menyebabkan kekakuan panel CLT rendah akibat efisiensinya hanya 50% (Yap 1999).

Analisis keragaman (Tabel 4) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dan orientasi sudut memberikan pengaruh nyata terhadap

nilai MOE panel CLT, sehingga harus dilakukan uji lanjut Duncan. Sebaran rataan nilai MOE panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 13.

Gambar 13 Sebaran rataan MOE panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina

Hasil uji lanjut terhadap interaksi kombinasi tebal dan orientasi sudut pada besarnya nilai MOE (Lampiran 5) menunjukkan bahwa rata-rata MOE panel CLT A3B2 mempunyai nilai MOE paling tinggi yaitu sebesar 11850 kg/cm2 dan berbeda nyata dengan panel lainnya, sedangkan nilai MOE paling rendah yaitu A1B5 sebesar 2756 kg/cm2 dan berbeda nyata dengan panel lainnya.

Semakin tebal lamina penyusun luarnya (atas-bawah) semakin besar pula

nilai MOE dan sudut 90˚ memiliki nilai MOE yang rendah dikarenakan lamina

tengah penyusunnya saling tegak lurus dengan lapisan luarnya. Pada saat dilakukan pembebanan terpusat, lapisan permukaan lamina akan mengalami gaya tekan maksimum dan lapisan bawah lamina akan mengalami gaya tarik maksimum, sehingga bagian dari struktur panel CLT yang paling mempengaruhi nilai MOE adalah lamina terluar dari panel CLT.

4.2.2 Modulus of Rupture (MOR)

Modulus of Rupture (MOR) hampir sama dengan MOE, bedanya hanya pada MOE sampai batas proporsi saja sehingga bisa kembali ke bentuk semula, sedangkan MOR sampai pembebanan maksimum pada kayu tersebut (Tsoumis 1991). Hasil penelitian menunjukkan nilai MOR panel CLT secara keseluruhan berkisar antara 157 kg/cm2 hingga 254 kg/cm2 dengan rata-rata sebesar 197 kg/cm2, dan MOR papan kontrol sebesar 237 kg/cm2. Sedangkan berdasarkan hasil

0 10000 20000 30000 40000 50000

M

O

E

(k

g/c

m

²)

penelitian Apriliana (2012), nilai MOR CLT perekat sebesar 251 kg/cm2. Terlihat bahwa nilai MOR CLT paku lebih kecil dibandingkan dengan papan kontrol dan CLT perekat. Hal tersebut diduga terjadi karena penggunaan paku yang mengurangi nilai MOR panel tersebut. Hal tersebut diperkuat dengan pernyataan Yap (1999), konstruksi yang menggunakan sambungan paku memiliki efisiensi sebesar 50%. Jika tanpa sambungan efisiensinya sebesar 100%.

Analisis keragaman (Tabel 4) menunjukkan bahwa interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut tidak memberikan pengaruh nyata terhadap nilai MOR panel CLT dan Kombinasi ketebalan memberikan pengaruh yang nyata dan orientasi sudut memberikan pengaruh yang nyata. Sebaran rataan nilai MOR panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 14.

Gambar 14 Sebaran rataan MOR CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina

Hasil uji lanjut terhadap kombinasi ketebalan pada nilai MOR (Lampiran 6) menunjukkan bahwa kombinasi 2-1-2 cm memiliki nilai MOR tertinggi sebesar

227 kg/cm2 dan berbeda nyata dengan panel lainnya, dan 1-3-1 cm memiliki nilai MOR terendah sebesar 183 kg/cm2. Sedangkan untuk orientasi sudut menunjukkan bahwa sudut 30° memliki nilai MOR tertinggi sebesar 216 kg/cm² dan berbeda nyata dengan panel lainnya dan terendah sudut 90° sebesar 178 kg/cm².

Kombinasi ketebalan pada panel CLT mempengaruhi nilai MOR, karena jika panel CLT dikenai beban di tengah bentangnya, maka bagian permukaan panel akan mengalami tegangan tekan maksimal dan bagian bawah mengalami tegangan tarik maksimal. Tegangan ini secara perlahan-perlahan menurun kebagian tengah dan menjadi nol pada sumbu netral. Sehingga semakin tebal lamina penyusun bagian permukaan panel CLT atau semakin dekat garis sambung

0 50 100 150 200 250

A1 A2 A3

M O R ( k g/c m ²)

Kombinasi Ketebalan Lamina

0 50 100 150 200 250

B1 B2 B3 B4 B5

M O R (k g/c m ²)

dengan garis netral, maka nilai MORnya akan semakin tinggi. Maka dari itu nilai MOR panel 2-1-2 cm lebih besar dibandingkan panel lainnya. Selain itu orientasi sudut pun mempengaruhi, karena sudut dengan 90° arah seratnya tegak lurus dengan lamina penyusun lainnya, sehingga menyebabkan pengurangan kekuatan lenturnya. Hal tersebut diperkuat dengan pernyataan Anggraini (2012), orientasi sudut lamina menyebabkan jumlah dari sambungan lamina bersilang pada bagian tengah juga berbeda.

4.2.3 Kekuatan Sambungan Paku

Nilai kekuatan geser paku panel CLT diperoleh dengan cara membagi beban maksimum pada sesaran tertentu dengan perkalian antara luas diameter dengan jumlah bidang yang terkena paku. Sedangkan nilai kekuatan lateral paku diperoleh dengan cara membagi beban maksimum pada sesaran tertentu dengan jumlah paku yang digunakan. Sesaran yang digunakan untuk kedua pengujian ini adalah sesaran 1.5 mm dan sesaran 5 mm. Displacement atau sesaran tersebut ditetapkan berdasarkan standar yang berlaku di Indonesia yaitu sesaran 1,5 mm, berdasarkan PKKI-61 dan sesaran 5 mm merupakan batas yang diduga sambungan paku telah mengalami kerusakan atau berada di zona inelastic nonlinier (Sadiyo et al, 2009 dalam Ati, 2012). Hasil pengujian kekuatan sambungan disajikan pada tabel 5.

Tabel 5. Kekuatan lateral dan kekuatan geser paku panel CLT Kayu Sengon

No Panel CLT

Kekuatan Lateral Paku (kg)

Kekuatan Geser Paku

(kg/cm2)

1.5 mm 5 mm 1.5 mm 5 mm

1. A1B1 _{19 108 163 940}

2. A1B2

5 116 41 1012

3. A1B3 _{12 105 107 918}

4. A1B4

10 112 84 978

5. A1B5 _{9 112 75 977}

6. A2B1

18 133 159 1166

7. A2B2

18 112 154 976

8. A2B3 _{15 111 130 968}

9. A2B4

12 110 101 958

10. A2B5 _{24 116 211 1009}

11. A3B1

Tabel 5 (Lanjutan)

12. A3B2

13 76 111 667

13. A3B3 _{7 22 58 194}

14. A3B4

13 87 116 757

15. A3B5 _{15 74 130 646}

Rata-rata 13 99 117 861

Secara keseluruhan rata-rata kekuatan lateral paku pada sesaran 1.5 mm dan 5 mm masing-masing sebesar 13 kg dan 99 kg, dan kekuatan geser paku pada sesaran 1.5 mm dan 5 mm masing-masing sebesar 117 kg/cm2 dan 861 kg/cm2. Hasil pengujian disajikan pada tabel 6.

Tabel 6 Analisis keragaman kekuatan lateral paku dan kekuatan geser paku panel CLT Kayu Sengon

Sumber Keragaman Kuat Lateral Paku Kuat Geser Paku 1.5 mm 5 mm 1.5 mm 5 mm Kombinasi ketebalan 0.0012* 0.0001* 0.0012* 0.0001* Orientasi sudut 0.0441* 0.0010* 0.0441* 0.0010* Kombinasi ketebalan dan

orientasi sudut 0.0213* 0.0046* 0.0213* 0.0046*

Analisis keragaman (Tabel 6) menunjukkan bahwa interaksi kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut memberikan pengaruh nyata terhadap nilai Kekuatan lateral dan geser paku panel CLT, sehingga harus dilakukan uji lanjut Duncan. Sebaran rataan kekuatan lateral dan geser paku panel CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina disajikan pada gambar 15.

Gambar 15a Sebaran rataan Kekuatan lateral paku sesaran 1.5 mm dan 5 mm CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina

0 20 40 60 80 100 120 140 160 Kek u a ta n L a te ra l P a k u (Kg)

Panel CLT Sesaran 1.5 mm

Gambar 15b Sebaran rataan Kekuatan geser paku sesaran 1.5 mm dan 5 mm CLT menurut kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina

Hasil uji lanjut kekuatan lateral paku pada sesaran 1.5 mm terhadap pengaruh interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut lamina (Lampiran 7) menunjukkan panel A2B5 mempunyai kekuatan lateral paku tertinggi yaitu 24 kg dan berbeda nyata dengan panel yang lainnya dan terendah pada panel CLT A1B2 yaitu 5 kg dan berbeda nyata dengan panel yang lainnya. Sedangkan sesaran 5 mm menunjukkan bahwa A2B1 mempunyai kekuatan tertinggi yaitu 133 kg berbeda nyata dengan panel yang lain dan yang terendah A3B3, A3B5, dan A3B2 dengan masing-masing sebesar 22 kg, 74 kg, dan 76 kg dan berbeda nyata dengan panel yang lainnya. Hal tersebut menunjukkan bahwa kombinasi ketebalan 1.67 cm lebih baik dibandingkan kombinasi lainnya.

Nilai rata-rata kekuatan lateral paku pada sesaran 1.5 mm jauh di bawah nilai beban yang diperkenankan per paku dengan menggunakan pendekatan standar PKKI dalam (Yap, 1999) yaitu sebesar 93 kg jika ketebalan terbesar laminanya 1.67 cm dan sebesar 104 kg jika ketebalan terbesar laminanya 2 cm atau 3 cm, sehingga paku masih sangat kuat pada semua kombinasi ketebalan jika dikenakan beban. Nilai beban yang diperkenankan tersebut didapatkan dengan mengasumsikan bahwa dengan kerapatan 0.3 g/cm3 dikarenakan rata-rata kerapatan panel CLT 0.37 g/cm3 dengan kekuatan desak yang diperkenankan untuk kerapatan tersebut sebesar 75 kg/cm2, kemudian dihitung dengan rumus untuk mendapatkan nilai gaya yang diperkenankan per paku yang dikalikan dua karena pada panel CLT yang diuji ada dua buah paku, setelah itu dihitung tegangan ijin yang diperkenankan per paku dengan memperhitungkan faktor

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Kek u a ta n G e se r P a k u (Kg/c m ²)

Panel CLT Sesaran 1.5 mm

keamanan sebesar 2.75, dimana tegangan ijin yang diperkenankan per paku dikalikan faktor aman. Asumsi tersebut menunjukkan hasil bahwa tegangan yang muncul pada paku masih jauh dari tegangan ijin yang diperkenankan, sehingga paku masih sangat kuat untuk menahan beban yang muncul.

Hasil uji lanjut kekuatan geser paku pada sesaran 1.5 mm terhadap pengaruh interaksi antara kombinasi ketebalan dengan orientasi sudut lamina (Lampiran 8) menunjukkan panel A2B5 mempunyai kekuatan geser paku tertinggi yaitu 211 kg/cm2 dan terendah pada panel CLT A1B2 yaitu 41 kg/cm2 dan berbeda nyata dengan panel yang lainnya. Sedangkan sesaran 5 mm menunjukkan bahwa A2B1 mempunyai kekuatan tertinggi yaitu 1166 kg/cm2 berbeda nyata dengan panel yang lainnya dan terendah A3B3, A3B5, dan A3B2 dengan masing-masing sebesar 194 kg/cm2, 646 kg/cm2, dan 667 kg/cm2 dan berbeda nyata dengan panel yang lainnya. Hal tersebut menunjukkan bahwa kombinasi ketebalan 1.67-1.67-1.67 cm lebih baik dibandingkan kombinasi lainnya.

Nilai rata-rata kekuatan geser panel CLT paku jauh lebih tinggi jika dibandingkan dengan nilai rata-rata kekuatan geser panel CLT perekat dari hasil penelitian Aprliana (2012) yang hanya sebesar 22 kg/cm2. Nilai kekuatan geser paku panel CLT didapatkan dari pendekatan rumus yang diasumsikan dari kedua paku yang berada di panel CLT uji hanya empat permukaan paku yang menahan pergeseran, sehingga kekuatan maksimal pada sesaran 1.5 mm dibagi dengan empat kali luas permukaan paku. Sedangkan untuk panel CLT perekat keseluruhan permukaan perekat yang menahan beban pergeseran. Maka dari itu paku masih sangat kuat dalam menahan pergeseran dibandingkan perekat dengan asumsi ini.

Nilai kekuatan lateral dan geser paku dengan sesaran 1.5 mm

menunjukkan panel CLT dengan orientasi sudut 90˚ (tegak lurus) lebih tinggi dilanjutkan dengan 0˚ (sejajar serat), hal tersebut diperkuat dengan pernyataan

Mardikanto et al, (2009) dalam Perdana (2012), peringkat kekuatan geser terbesar adalah geser tegak lurus serat, selanjutnya disusul kekuatan sejajar serat dan yang paling lemah kekuatan geser antar serat. Nilai kekuatan lateral dan geser paku dengan sesaran 5 mm yang didapat masih berfluktuasi, orientasi sudut tidak mempengaruhi kekuatan geser paku, hal tersebut disebabkan nilai kekuatan paku

tidak dipengaruhi oleh sudut antara arah beban terhadap arah serat kayu (PKKI, 1961 dan Breyer, 2007 dalam Ati, 2012).

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Nilai rata-rata kerapatan panel CLT paku (0.37 g/cm3) lebih besar dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat. Rata-rata kadar air panel CLT paku (4.19%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan lebih tinggi dibandingkan CLT perekat dan tidak terlalu berbeda karena rata-rata kadar air untuk Bogor ±15%. Rata-rata pengembangan volume panel CLT paku (5.07%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat akan tetapi tidak terlalu jauh berbeda. Rata-rata penyusutan volume panel CLT paku (3.74%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat.

2. Nilai rata-rata MOE panel CLT paku hanya sekitar 20% dari papan kontrol dan hanya sekitar 15% dari CLT perekat dan MOR panel CLT paku dapat mencapai 82% dari papan kontrol dan sekitar 78% dari CLT perekat. Kekuatan lentur panel CLT paku baik tapi kekakuannya kurang baik dibandingkan CLT perekat.

3. Nilai rata-rata kekuatan lateral paku panel CLT jauh lebih kecil dibandingkan dengan perhitungan PPKI 1961. Kekuatan geser panel CLT paku jauh lebih besar dari kekuatan geser panel CLT perekat. Hal tersebut diduga karena paku masih sangat kuat dibandingkan kayu sengon.

4. Panel CLT dengan ketebalan lamina penyusun 1.67 cm merupakan panel yang paling optimum berdsarkan hasil pengujian keseluruhan.

5.2 Saran

Hasil penelitian menunjukkan stabilitas panel CLT paku yang dihasilkan masih relatif renddah, untuk itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan jenis kayu yang sama dengan jumlah dan diameter paku yang lebih besar.

PENGEMBANGAN PRODUK

CROSS LAMINATED TIMBER

MELALUI PEMANFAATAN KAYU SENGON (

Falcataria

moluccana

(Miq.) Barneby & J. W. Grimes) MENGGUNAKAN

SAMBUNGAN PAKU

FATWA ALAM ISLAMI

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, NI-5 PKKI. 1961. Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia. Jakarta: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.

Anggraini, R. 2012. Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Jabon Berdasarkan Ketebalan dan Orientasi Sudut Lamina. [Tesis]. Bogor : Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor

Apriliana, F. 2012. Pengaruh Kombinasi Tebal Dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Sengon (Paraserianthes Falcataria L. Nielsen). [Skripsi]. Bogor : Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

Ati, I.T. 2012. Pengaruh Kombinasi Tebal dan Orientasi Sudut Lamina Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Produk Cross Laminated Timber Kayu Manii (Maesopsis eminii Engl.) Menggunakan Paku. [Skripsi]. Bogor : Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Associates H. 2010. Cross Laminated Timber. B & K Timber Structures A

Trading Division of B & K Steelwork Fabrications Limited.

[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2005. Annual Book of ASTM Standards Volume 04-10, Wood. D143 (2005). Standard Test Methods for Small Clear Specimen of Wood. USA.

Asun S. 2011. Potret Kondisi Hutan Indonesia Periode 2000-2009. (http://sudirmanasun.blogspot.com/). [20 September 2012]

Bowyer, J.L, Shmulsky R., Haygreen, J.G. 2007. Forest Products and Wood Science,An Introduction. Iowa State University Press. Ames, Iowa.

Breyer, D.E, Fridley, K.J, Cobean, K.E, and Pollock, D.G. 2007. Design of Wood Structures, ASD/LRFD. RR Donnelley. McGraw-Hill Professional,Two Penn Plaza, New York, NY 10121-2298.

Frangi, A, Bochicchio, G, Ceccotti, A, Lauriola, M.P. 2006. Natural Full-Scale Fire Test on a 3 Storey XLam Timber Building. Institute of Structural Engineering. ETH Zurich. Switzerland.

Frick, H, Maoediartianto. 2004. Ilmu Konstruksi bangunan Kayu. Kanisius, Yogyakarta.

Hoyle, R.J.Jr. 1973. Wood Technology in The Design of Structure. Mountain. Martawijaya, A.I, Kartasujana, Mandang YI, Prawira SA, Kadir K. 1989. Atlas

Kayu Indonesia Jilid II. Bogor : Pusat Penelitian dan Pengembangan. Michael. 2008. Constructed of Beetle-Killed Cross-Laminated Timber (CLT).

(http://l41/Cross laminated Timber.html). [ 2 Agustus 2012].

Perdana, R.R. 2012. Karakteristik Beberapa Sifat Fisik dan Mekanik Panel Laminasi Silang Kayu Mindi (Melia azedarach Lina). [Skripsi]. Bogor : Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

Perkins, P, McCloskey K. 2010. A Strategic Plan for the Commercialization of Cross-Laminated Timber in Canada and the United State. Canadian Wood Council.

Priadi, T. 2006. Degradasi Fisis dan Mekanis Kayu oelh Mikroorganisme di Wilayah Kota Bogor. J Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB 19(1).

Skaar, C. 1972. Water in Wood. Syracuce Wood Science Series. University Press New York

Soehendrajati, R.J.B. 1990. Kayu untuk Struktur Jilid 1, Bahan Kuliah Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta. Surjokusumo, S, Sadiyo, S, Marzufli, Bismo, A.A, and Setyo, A.Ch. 1980. Sistim

Keteknikan Kayu. Studi Sambungan Gang Nail dan Sambungan Paku. Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Surya, P.E. 2007. Aneka Cara Menyambung Kayu. Cetakan VIII. Puspa Swara. Jakarta.

Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood (Structure, Properties, Utilization). New York: Van Nostrand Reinhold.

Tular dan Idris. 1981. Sekilas Mengenai Struktur Bangunan Kayu di Indonesia. Proceeding Lokakarya Standarisasi Kayu Bangunan. Departemen Hasil Hutan, Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Wirjomartono, S. 1977. Konstruksi Kayu, Jilid I, Cetakan VI, Bahan-Bahan Kuliah Penerbit Fakultas Teknik, Universitas Gajah Mada, Yokyakarta. Wood Naturally. 2012. Cross Laminated Timber (CLT).

(http://www.naturallywood.com/emerging-trends/cross-laminated-timber-clt). [20 September 2012]

PENGEMBANGAN PRODUK

CROSS LAMINATED TIMBER

MELALUI PEMANFAATAN KAYU SENGON (

Falcataria

moluccana

(Miq.) Barneby & J. W. Grimes) MENGGUNAKAN

SAMBUNGAN PAKU

FATWA ALAM ISLAMI

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PENGEMBANGAN PRODUK

CROSS LAMINATED TIMBER

MELALUI PEMANFAATAN KAYU SENGON (

Falcataria

moluccana

(Miq.) Barneby & J. W. Grimes) MENGGUNAKAN

SAMBUNGAN PAKU

FATWA ALAM ISLAMI

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan

InstitutPertanian Bogor

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

RINGKASAN

Fatwa Alam Islami. E24080061. Pengembangan Produk Cross Laminated Timber Melalui Pemanfaatan Kayu Sengon (Falcataria Moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) Menggunakan Sambungan Paku. Dibimbing oleh Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS.

Ketersediaan kayu yang berkualitas baik dan berdiameter besar di alam saat ini semakin berkurang. Hal ini menyebabkan konsumen harus beralih ke kayu yang berasal dari hutan rakyat agar bisa terpenuhinya kebutuhan tersebut. Akan tetapi kualitas yang rendah dari kayu hutan rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan struktural yang berkualitas tinggi yaitu cross laminated timber (CLT). CLT dibuat dengan menyusun 3 sampai 7 lamina secara bersilangan kemudian direkatkan dan dikempa hidrolik pada seluruh permukaannya atau dapat dengan dipaku (Perkins dan McCloskey 2010). Salah satu modifikasi produk CLT adalah dengan melakukan kombinasi ketebalan lamina dan orientasi sudut.

Tujuan dari penelitian ini adalah menerangkan pengaruh kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap produk panel cross laminated timber dari kayu Sengon (Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & J. W. Grimes) dengan menggunakan sambungan paku.

Nilai rata-rata kerapatan panel CLT paku (0.37 g/cm3) lebih besar dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat. Kadar air panel CLT paku (4.19%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan lebih tinggi dibandingkan CLT perekat dan tidak terlalu berbeda karena rata-rata untuk Bogor ±15%. Pengembangan volume panel CLT paku (5.07%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat tetapi tidak terlalu jauh berbeda. Penyusutan volume panel CLT paku (3.74%) lebih rendah dibandingkan papan kontrol dan CLT perekat. Nilai rata-rata MOE panel CLT paku hanya sekitar 20% dari papan kontrol dan hanya sekitar 15% dari CLT perekat dan MOR panel CLT paku dapat mencapai 82% dari papan kontrol dan sekitar 78% dari CLT perekat. Kekuatan lentur panel CLT paku baik tapi kekakuannya kurang baik dibandingkan CLT perekat. Nilai rata-rata kekuatan lateral paku panel CLT jauh lebih kecil dibandingkan dengan perhitungan PPKI 1961. Kekuatan geser panel CLT paku jauh lebih besar dari kekuatan geser panel CLT perekat. Panel CLT dengan ketebalan lamina penyusun 1.67 cm merupakan panel yang paling optimum berdsarkan hasil pengujian keseluruhan.

Kata kunci : Ketersediaan kayu, CLT, kayu sengon, sifat fisis dan mekanis, kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina.

Lampiran 12 Data MOE Panel CLT dan Papan Kontrol Kayu Sengon

Kode Panjang (cm)

Lebar (cm)

Tebal (cm)

Defleksi (kg/cm)

Beban Maksimum

(kg)

Jarak Sangga

(cm)

MOE (kg/cm2) Panel CLT

A1B1U1 76,20 14,80 5,00 158 789 71 7650

A1B1U2 76,17 14,92 4,98 145 531 71 7026

A1B1U3 76,18 14,86 4,99 141 660 71 6834

Rata-Rata 76,18 14,86 4,99 148 660 71 7170

A1B2U1 76,20 14,80 4,92 124 661 71 6306

A1B2U2 76,28 14,87 5,14 89 604 71 3966

A1B2U3 76,24 14,83 5,03 107 632 71 5064

Rata-Rata 76,24 14,83 5,03 107 632 71 5112

A1B3U1 77,25 14,92 4,92 64 777 71 3253

A1B3U2 76,15 14,80 5,00 91 614 71 4415

A1B3U3 76,70 14,86 4,96 78 695 71 3847

Rata-Rata 76,70 14,86 4,96 78 695 71 3838

A1B4U1 76,25 14,92 4,88 42 546 71 2155

A1B4U2 76,40 14,83 4,97 74 641 71 3648

A1B4U3 76,33 14,88 4,93 58 594 71 2919

Rata-Rata 76,33 14,88 4,93 58 594 71 2907

A1B5U1 76,28 14,83 4,97 60 594 71 2938

A1B5U2 76,47 14,87 5,03 52 512 71 2453

A1B5U3 76,38 14,85 5,00 60 553 71 2877

Rata-Rata 76,38 14,85 5,00 57 553 71 2756

A2B1U1 75,82 14,72 5,08 191 758 71 8832

A2B1U2 75,80 14,73 5,17 181 596 71 7971

A2B1U3 75,81 14,73 5,13 186 677 71 8393

Rata-Rata 75,81 14,73 5,13 186 677 71 8398

A2B2U1 76,20 14,88 5,10 192 718 71 8725

A2B2U2 76,07 14,80 5,10 185 838 71 8441

A2B2U3 76,13 14,84 5,10 189 778 71 8584

Rata-Rata 76,13 14,84 5,10 189 778 71 8583

A2B3U1 76,57 14,70 5,13 176 714 71 7925

A2B3U2 77,67 14,73 5,10 137 605 71 6259

A2B3U3 77,12 14,72 5,12 156 659 71 7099

Rata-Rata 77,12 14,72 5,12 156 659 71 7095

A2B4U1 75,97 14,72 5,17 163 626 71 7188

A2B4U2 76,40 14,73 5,17 166 698 71 7322

A2B4U3 76,18 14,73 5,17 165 662 71 7255

Rata-Rata 76,18 14,73 5,17 165 662 71 7255

A2B5U1 76,32 14,80 5,10 121 484 71 5501

A2B5U2 75,90 14,67 5,07 140 636 71 6587

Lanjutan 12 (Lanjutan)

Rata-Rata 76,11 14,73 5,08 131 560 71 6042

A3B1U1 76,47 14,70 5,20 255 855 71 11054

A3B1U2 76,27 14,70 5,17 278 848 71 12257

A3B1U3 76,37 14,70 5,18 267 852 71 11650

Rata-Rata 76,37 14,70 5,18 267 852 71 11654

A3B2U1 76,92 14,70 5,27 263 905 71 10963

A3B2U2 76,50 14,60 5,20 293 1011 71 12749

A3B2U3 76,71 14,65 5,23 278 958 71 11838

Rata-Rata 76,71 14,65 5,23 278 958 71 11850

A3B3U1 76,43 14,63 5,20 249 867 71 10807

A3B3U2 78,07 14,70 5,18 268 605 71 11735

A3B3U3 77,25 14,67 5,19 259 736 71 11270

Rata-Rata 77,25 14,67 5,19 259 736 71 11271

A3B4U1 76,07 14,60 5,17 260 906 71 11538

A3B4U2 76,90 14,63 5,18 254 860 71 11161

A3B4U3 76,48 14,62 5,18 257 883 71 11348

Rata-Rata 76,48 14,62 5,18 257 883 71 11349

A3B5U1 76,50 14,42 5,17 271 751 71 12175

A3B5U2 76,53 14,80 5,20 253 812 71 10873

A3B5U3 76,52 14,61 5,18 262 782 71 11511

Rata-Rata 76,52 14,61 5,18 262 782 71 11520 Papan Kontrol

K1U1 75,97 15,37 5,00 876 696 71 40793

K1U2 76,37 15,53 4,87 965 1255 71 48247

K1U3 76,37 15,40 4,97 821 1135 71 38933

Lampiran 13 Data MOR Panel CLT dan Papan Kontrol Kayu Sengon

Kode Panjang (cm)

Lebar (cm)

Tebal (cm)

Defleksi (kg/cm)

Beban Maksimum

(kg)

Jarak Sangga

(cm)

MOR (kg/cm2) Panel CLT

A1B1U1 76,20 14,80 5,00 158 698 71 201

A1B1U2 76,17 14,92 4,98 145 513 71 148

A1B1U3 76,18 14,86 4,99 141 619 71 178

Rata-Rata 76,18 14,86 4,99 148 610 71 176

A1B2U1 76,20 14,80 4,92 124 661 71 197

A1B2U2 76,28 14,87 5,14 89 604 71 164

A1B2U3 76,24 14,83 5,03 107 632 71 180

Rata-Rata 76,24 14,83 5,03 107 632 71 180

A1B3U1 77,25 14,92 4,92 64 777 71 230

A1B3U2 76,15 14,80 5,00 91 614 71 177

A1B3U3 76,70 14,86 4,96 78 695 71 203

Rata-Rata 76,70 14,86 4,96 78 695 71 203

A1B4U1 76,25 14,92 4,88 42 546 71 163

A1B4U2 76,40 14,83 4,97 74 641 71 187

A1B4U3 76,33 14,88 4,93 58 594 71 175

Rata-Rata 76,33 14,88 4,93 58 594 71 175

A1B5U1 76,28 14,83 4,97 60 594 71 173

A1B5U2 76,47 14,87 5,03 52 512 71 168

A1B5U3 76,38 14,85 5,00 60 553 71 159

Rata-Rata 76,38 14,85 5,00 57 553 71 167

A2B1U1 75,82 14,72 5,08 191 758 71 212

A2B1U2 75,80 14,73 5,17 181 596 71 161

A2B1U3 75,81 14,73 5,13 186 677 71 186

Rata-Rata 75,81 14,73 5,13 186 677 71 187

A2B2U1 76,20 14,88 5,10 192 718 71 198

A2B2U2 76,07 14,80 5,10 185 838 71 232

A2B2U3 76,13 14,84 5,10 189 778 71 215

Rata-Rata 76,13 14,84 5,10 189 778 71 215

A2B3U1 76,57 14,70 5,13 176 714 71 196

A2B3U2 77,67 14,73 5,10 137 605 71 168

A2B3U3 77,12 14,72 5,12 156 659 71 182

Rata-Rata 77,12 14,72 5,12 156 659 71 182

A2B4U1 75,97 14,72 5,17 163 626 71 170

A2B4U2 76,40 14,73 5,17 166 698 71 189

A2B4U3 76,18 14,73 5,17 165 662 71 179

Rata-Rata 76,18 14,73 5,17 165 662 71 179

A2B5U1 76,32 14,80 5,10 121 484 71 134

A2B5U2 75,90 14,67 5,07 140 636 71 180

Lampiran 13 (Lanjutan)

Rata-Rata 76,11 14,73 5,08 131 560 71 157

A3B1U1 76,47 14,70 5,20 255 855 71 229

A3B1U2 76,27 14,70 5,17 278 848 71 230

A3B1U3 76,37 14,70 5,18 267 852 71 230

Rata-Rata 76,37 14,70 5,18 267 852 71 230

A3B2U1 76,92 14,70 5,27 263 905 71 236

A3B2U2 76,50 14,60 5,20 293 1011 71 273

A3B2U3 76,71 14,65 5,23 278 958 71 254

Rata-Rata 76,71 14,65 5,23 278 958 71 254

A3B3U1 76,43 14,63 5,20 249 867 71 233

A3B3U2 78,07 14,70 5,18 268 605 71 163

A3B3U3 77,25 14,67 5,19 259 736 71 198

Rata-Rata 77,25 14,67 5,19 259 736 71 198

A3B4U1 76,07 14,60 5,17 260 906 71 248

A3B4U2 76,90 14,63 5,18 254 860 71 233

A3B4U3 76,48 14,62 5,18 257 883 71 240

Rata-Rata 76,48 14,62 5,18 257 883 71 240

A3B5U1 76,50 14,42 5,17 271 751 71 208

A3B5U2 76,53 14,80 5,20 253 812 71 216

A3B5U3 76,52 14,61 5,18 262 782 71 212

Rata-Rata 76,52 14,61 5,18 262 782 71 212 Papan Kontrol

K1U1 75,97 15,37 5,00 876 696 71 193

K1U2 76,37 15,53 4,87 965 1255 71 202

K1U3 76,37 15,40 4,97 821 1135 71 318

Lampiran 14 Data Lateral dan Geser Paku Panel CLT Kayu Sengon

Kode Beban saat 1.5mm (kg)

Beban saat 5mm

(kg)

Kekuatan Lateral Paku (Kg/paku)

Kekuatan Geser Paku (kg/cm2)

1.5 mm 5 mm 1.5 mm 5 mm

Panel CLT

A1B1U1 46 241 23 120 200 1051

A1B1U2 29 190 15 95 127 829

A1B1U3 37 215 19 108 163 940

Rata-rata 37 215 19 108 163 940

A1B2U1 5 197 3 98 24 859

A1B2U2 13 267 7 133 59 1165

A1B2U3 9 232 5 116 41 1012

Rata-rata 9 232 5 116 41 1012

A1B3U1 34 199 17 99 149 869

A1B3U2 15 221 7 111 64 968

A1B3U3 24 210 12 105 107 918

Rata-rata 24 210 12 105 107 918

A1B4U1 5 180 3 90 24 786

A1B4U2 33 268 17 134 144 1169

A1B4U3 19 224 10 112 84 978

Rata-rata 19 224 10 112 84 978

A1B5U1 15 232 7 116 64 1013

A1B5U2 19 215 10 108 85 940

A1B5U3 17 224 9 112 75 977

Rata-rata 17 224 9 112 75 977

A2B1U1 35 293 17 147 151 1281

A2B1U2 38 241 19 120 168 1051

A2B1U3 36 267 18 133 159 1166

Rata-rata 36 267 18 133 159 1166

A2B2U1 38 198 19 99 167 863

A2B2U2 32 249 16 125 142 1088

A2B2U3 35 223 18 112 154 976

Rata-rata 35 223 18 112 154 976

A2B3U1 47 245 23 123 203 1072

A2B3U2 13 198 7 99 58 864

A2B3U3 30 222 15 111 130 968

Rata-rata 30 222 15 111 130 968

A2B4U1 15 218 7 109 64 951

A2B4U2 31 221 16 110 137 965

A2B4U3 23 219 12 110 101 958

Rata-rata 23 219 12 110 101 958

A2B5U1 48 292 24 146 210 1274

Lampiran 14 (Lanjutan)

A2B5U3 48 231 24 116 211 1009

Rata-rata 48 231 24 116 211 1009

A3B1U1 7 165 3 83 30 723

A3B1U2 42 179 21 89 186 782

A3B1U3 25 172 12 86 108 752

Rata-rata 25 172 12 86 108 752

A3B2U1 37 131 19 66 163 573

A3B2U2 14 174 7 87 60 760

A3B2U3 26 153 13 76 111 667

Rata-rata 26 153 13 76 111 667

A3B3U1 10 54 5 27 42 238

A3B3U2 17 35 9 17 75 151

A3B3U3 13 44 7 22 58 194

Rata-rata 13 44 7 22 58 194

A3B4U1 26 181 13 90 112 790

A3B4U2 27 166 14 83 120 724

A3B4U3 27 173 13 87 116 757

Rata-rata 27 173 13 87 116 757

A3B5U1 22 179 11 89 96 781

A3B5U2 38 117 19 58 164 511

A3B5U3 30 148 15 74 130 646