Kecepatan Rambatan Gelombang dan Keteguhan Lentur Beberapa Jenis Kayu pada Berbagai Kondisi Kadar Air
KECEPATAN RAMBATAN GELOMBANG
DAN KETEGUHAN LENTUR BEBERAPA JENIS KAYU
PADA BERBAGAI KONDISI KADAR AIR
MOHAMMAD MULYADI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006
Judul Penelitian
: Kecepatan Rambatan Gelombang dan Keteguhan Lentur
Beberapa Jenis Kayu Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Nama Mahasiswa : Mohammad Mulyadi
NRP
: E24101045
Disetujui,
Dosen Pembimbing 1
Dosen pembimbing II
Lina Karlinasari, S.Hut, M.Sc,F
NIP.132 206 244
Ir. Sucahyo Sadiyo, M.S
NIP. 131 411 834
Diketahui :
Dekan Fakultas Kehutanan
Institut Pertanian Bogor
Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, M.S
NIP. 131 430 799
Tanggal Lulus :
i
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ...................................................................................................
i
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
ii
DAFTAR TABEL...........................................................................................
iii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
iv
I. PENDAHULUAN
A. LatarBelakang .......................................................................................
B. Tujuan....................................................................................................
C. Hopotesis ...............................................................................................
D. Manfaat .................................................................................................
1
2
2
2
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengujian Destruktif..............................................................................
B. Pengujian Non Destruktif ......................................................................
C. Gambaran Umum Jenis-jenis Kayu Yang Diuji....................................
3
6
7
III. METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................................
B. Alat dan Bahan Penelitian ....................................................................
C. Persiapan dan Pembuatan Contoh Uji ..................................................
D. Prosedur Pengujian ...............................................................................
E. Analisis Data..........................................................................................
11
11
12
14
17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Sifat Fisis ..............................................................................................
B. Sifat Mekanis ........................................................................................
18
26
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan............................................................................................
B. Saran......................................................................................................
32
32
VI. DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
33
ii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Contoh Uji MOE, MOR , Velocity, KA, BJ, dan Kerapatan...............................12
2. Pengujian non Destruktif Metode Ultrasonik dengan sylvatest-Duo...................15
3. Pengujian Destruktif Metode Ultrasonik dengan UTM Instron...........................15
4. Hubungan Kadar Air Dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik .......................21
5. Hubungan Kerapatan Kayu Dengan Kecepatan
Rambatan Gelombang Ultrasonik .......................................................................24
6. MOE Pada Berbagai Kondisi Kadar Air ..............................................................26
7. MOR Pada Berbagai Kondisi Kadar Air..............................................................28
iii
DAFTAR TABEL
1.
2.
3.
4.
Halaman
Kelas Kuat Kayu ............................................................................................... 7
Rekapitulasi data rata-rata sifat fisis pada berbagai kondisi kadar air ............ 20
Rekapitulasi data rata-rata sifat mekanis pada berbagai kondisi kadar air ..... 20
Model Regresi linear sederhana 6 jenis Kayu untuk Hubungan
MOEd dan MOEs dengan MOR ..................................................................... 29
iv
DAFTAR LAMPIRAN
1.
2.
3.
4.
5.
Halaman
Alur Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Enam Jenis Kayu .........................
37
Rekapitulasi MOEd dan Kecepatan Gelombang
Pada Berbagai Kondisi Kadar air .................................................................. 38
Rekapitulasi MOEs dan MOR Pada Berbagai Kondisi Kadar Air ................ 40
Analisis keragaman Regresi 6 jenis kayu pada kondisi KA kering udara ..... 41
Grafik hubungan MOEs dan MOEd dengan MOR ....................................... 43
KECEPATAN RAMBATAN GELOMBANG
DAN KETEGUHAN LENTUR BEBERAPA JENIS KAYU
PADA BERBAGAI KONDISI KADAR AIR
Skripsi :
Sebagai Salah Satu Syarat U ntuk M emperoleh Gelar
Sarjana KehutananPada Fakultas Kehutanan
I nstitut Pertanian Bogor
Oleh :
MOHAMMAD MULYADI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006
RINGKASAN
Mohammad
Mulyadi.
E24101045,
Kecepatan
Rambatan
Gelombang
dan Keteguhan Lentur Beberapa Jenis Kayu Pada Berbagai Kondisi Kadar Air.
Di bawah bimbingan Lina Karlinasari, S.Hut, M.Sc,F dan Ir. Sucahyo Sadiyo, M.S.
Teknik untuk menduga kualitas kayu ada dua cara, yaitu (1) Pengujian
secara destruktif (merusak kayu), dan (2) pengujian secara non destruktif
(tanpa merusak kayu). Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak
digunakan adalah metode gelombang ultrasonik, walaupun demikian di Indonesia
pengujian dengan metode ini belum banyak diteliti. Bucur (1995) mengatakan
bahwa pada pengujian metode gelombang ultrasonik ini didasarkan pada
pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave velocity) yang
dibangkitkan oleh getaran dengan
parameter yang diukur berupa waktu
perambatan gelombang ultrasonic (ultrasonic wave velocity propagation time).
Terdapat hubungan antara kecepatan rambatan gelombang dengan elastisitas
bahan yang dinyatakan dalam persamaan V2 = E/ñ. Salah satu faktor
yang mempengaruhi kecepatan gelombang adalah kadar air.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh kadar air terhadap
kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dan mengetahui hubungan antara
kekuatan kayu yang diuji secara destruktif dan non destruktif pada kondisi kadar
air kering udara pada enam jenis kayu. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini
adalah enam jenis kayu terdiri dari kayu sengon (Paraserianthes falcataria
L. Nielsen), mangium (Acacia mangium Willd), kayu durian (Durio zibethinus
Murr), tusam (Pinus merkusii Junghuhn & de Vriese), rasamala (Altingia excelsa
Norona), kempas (Koompassia malaccensis Maing). Contoh uji dibuat dalam
kondisi basah, titik jenuh serat, ker ing udara, dan kering tanur. Pembuatan contoh
uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis baik destruktif maupun non destruktif
disesuaikan dengan bentuk dan ukuran contoh uji menurut standar Inggris
untuk contoh kayu bebas cacat (BS 373 : 1957).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
ultrasonik semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi kadar air
titik jenuh serat ke kondisi kadar air kering tanur. Modulus Elastis dinamis
(MOEd) dan Modulus Elastis statis (MOEs) pada keenam jenis kayu meningkat
dengan menurunnya kadar air dari kondisi kadar air titik jenuh serat ke kondisi
kadar air kering tanur. Hasil ini menunjukkan bahwa semakin meningkat kadar air
kekakuan kayu semakin rendah. Sementara itu untuk keteguhan lentur patah
atau MOR (Modulus of Rupture), semakin tinggi kadar air MOR akan semakin
rendah.
Hasil analisa mengenai hubungan MOEd dan MOEs dengan MOR
menunjukkan bahwa terdapat korelasi linier antara Modulus Elastis statis (MOEs)
dengan keteguhan lentur patah (MOR) pada keenam jenis kayu kecuali pada jenis
kayu Acacia mangium. Hal ini berarti bahwa MOE s cukup baik untuk menduga
MOR pada kayu kering udara. Terdapat korelasi linier antara MOE dinamis
dengan MOR pada jenis kayu sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen)
dan rasamala (Altingia excelsa Norona). Hal ini menunjukkan bahwa pengukuran
non destruktif dengan me tode ultrasonik dapat digunakan untuk memperkirakan
hasil pengujian keteguhan lentur statis dengan model regresi linea r sederhana
untuk kedua jenis tersebut. Sementara itu pada keempat jenis kayu yang lain tidak
terdapat korelasi linier.
Hasil pengujian MOEd (non destruktif ) rata-rata lebih tinggi 35%
dari MOEs secara (destruktif). Pengujian pada penelitian ini dilakukan dengan
jumlah sampel yang sangat terbatas (n = 5).
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pam ekasan, Jawa Timur pada tanggal
13 0ktober 1983. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara
pasangan Moh. Yasin (Ayah) dan Hosniyah (Ibu).
Jenjang pendidikan formal yang ditempuh penulis, yaitu Taman
Kanak-Kanak di TK Dharma Bakti pada tahun 1987-1989,
Pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri Murtajih I Pamekasan
tahun 1989-1995, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTP Negeri 2 Pamekasan tahun
1998-1998 dan Sekolah Menengah Umum di SMU Negeri 2 Pamekasan tahun
1998-2001.
Pada tahun 2001, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk (USMI) IPB pada Departemen Hasil Hutan, Fakultas
Kehutanan IPB. Tahun 2003 penulis mengambil Sub-Program studi Pengolahan Hasil
Hutan dan pada tahun 2004 memilih keteknikan kayu sebagai bidang keahlian.
Semasa perkuliahan, penulis aktif mengikuti berbagai kegiatan organisasi,
diantaranya Keluarga Mahasiswa Madura (GASISMA) IPB, Bendahara Asrama
Mahasiswa IPB Sylvasari (2002-2003), Dewan Keluarga Mushalla ’Ibadurrahmaan’
Fakultas Kehutanan IPB (2002-2004), Ketua Departemen HANKAM Asrama Mahasiswa
IPB Sylvasari (2003-2004), Kesekretariatan Himpunan Profesi Mahasiswa Teknologi
Hasil Hutan (HIMASILTAN) Fakultas Kehutanan IPB (2003-2004), Bendahara Yayasan
Sylvasari Mandiri (2003-2005), Ketua Asrama Mahasiswa IPB Sylvasari (2004-2005).
Beberapa pengalaman kerja yang penulis dapatkan diantaranya adalah sebagai
pengajar Taman Pendidikan Alqur’an (TPA) Al-Istiqamah Dramaga Bogor, Konselor
Usaha Kampus IPB (2005). Selain itu pada tahun 2004 melaksanakan praktek umum
Kehutanan di KPH Banyumas Barat dan KPH Banyumas Timur, serta Praktek
Pengelolaan Hutan di KPH Ngawi dan KPH Randublatung, Jawa Tengah. Pada tahun
2005 penulis juga telah melaksanakan Kuliah Kerja Profesi di PT. Profilindah Kharisma
Mojokerto, Jawa Timur.
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dalam bidang
keteknikan dan rekayasa kayu dengan judul : ”Kecepatan Rambatan Gelombang dan
Keteguhan Lentur Be berapa Jenis Kayu Pada Berbagai Kondisi Kadar Air”
dibawah bimbingan Lina Karlinasari, S.Hut, M.Sc,F dan Ir. Sucahyo Sadiyo, M.S.
DAN KETEGUHAN LENTUR BEBERAPA JENIS KAYU
PADA BERBAGAI KONDISI KADAR AIR
MOHAMMAD MULYADI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006
Judul Penelitian
: Kecepatan Rambatan Gelombang dan Keteguhan Lentur
Beberapa Jenis Kayu Pada Berbagai Kondisi Kadar Air
Nama Mahasiswa : Mohammad Mulyadi
NRP
: E24101045
Disetujui,
Dosen Pembimbing 1
Dosen pembimbing II
Lina Karlinasari, S.Hut, M.Sc,F
NIP.132 206 244
Ir. Sucahyo Sadiyo, M.S
NIP. 131 411 834
Diketahui :
Dekan Fakultas Kehutanan
Institut Pertanian Bogor
Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, M.S
NIP. 131 430 799
Tanggal Lulus :
i
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ...................................................................................................
i
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
ii
DAFTAR TABEL...........................................................................................
iii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
iv
I. PENDAHULUAN
A. LatarBelakang .......................................................................................
B. Tujuan....................................................................................................
C. Hopotesis ...............................................................................................
D. Manfaat .................................................................................................
1
2
2
2
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengujian Destruktif..............................................................................
B. Pengujian Non Destruktif ......................................................................
C. Gambaran Umum Jenis-jenis Kayu Yang Diuji....................................
3
6
7
III. METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................................
B. Alat dan Bahan Penelitian ....................................................................
C. Persiapan dan Pembuatan Contoh Uji ..................................................
D. Prosedur Pengujian ...............................................................................
E. Analisis Data..........................................................................................
11
11
12
14
17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Sifat Fisis ..............................................................................................
B. Sifat Mekanis ........................................................................................
18
26
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan............................................................................................
B. Saran......................................................................................................
32
32
VI. DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
33
ii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Contoh Uji MOE, MOR , Velocity, KA, BJ, dan Kerapatan...............................12
2. Pengujian non Destruktif Metode Ultrasonik dengan sylvatest-Duo...................15
3. Pengujian Destruktif Metode Ultrasonik dengan UTM Instron...........................15
4. Hubungan Kadar Air Dengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik .......................21
5. Hubungan Kerapatan Kayu Dengan Kecepatan
Rambatan Gelombang Ultrasonik .......................................................................24
6. MOE Pada Berbagai Kondisi Kadar Air ..............................................................26
7. MOR Pada Berbagai Kondisi Kadar Air..............................................................28
iii
DAFTAR TABEL
1.
2.
3.
4.
Halaman
Kelas Kuat Kayu ............................................................................................... 7
Rekapitulasi data rata-rata sifat fisis pada berbagai kondisi kadar air ............ 20
Rekapitulasi data rata-rata sifat mekanis pada berbagai kondisi kadar air ..... 20
Model Regresi linear sederhana 6 jenis Kayu untuk Hubungan
MOEd dan MOEs dengan MOR ..................................................................... 29
iv
DAFTAR LAMPIRAN
1.
2.
3.
4.
5.
Halaman
Alur Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Enam Jenis Kayu .........................
37
Rekapitulasi MOEd dan Kecepatan Gelombang
Pada Berbagai Kondisi Kadar air .................................................................. 38
Rekapitulasi MOEs dan MOR Pada Berbagai Kondisi Kadar Air ................ 40
Analisis keragaman Regresi 6 jenis kayu pada kondisi KA kering udara ..... 41
Grafik hubungan MOEs dan MOEd dengan MOR ....................................... 43
KECEPATAN RAMBATAN GELOMBANG
DAN KETEGUHAN LENTUR BEBERAPA JENIS KAYU
PADA BERBAGAI KONDISI KADAR AIR
Skripsi :
Sebagai Salah Satu Syarat U ntuk M emperoleh Gelar
Sarjana KehutananPada Fakultas Kehutanan
I nstitut Pertanian Bogor
Oleh :
MOHAMMAD MULYADI
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006
RINGKASAN
Mohammad
Mulyadi.
E24101045,
Kecepatan
Rambatan
Gelombang
dan Keteguhan Lentur Beberapa Jenis Kayu Pada Berbagai Kondisi Kadar Air.
Di bawah bimbingan Lina Karlinasari, S.Hut, M.Sc,F dan Ir. Sucahyo Sadiyo, M.S.
Teknik untuk menduga kualitas kayu ada dua cara, yaitu (1) Pengujian
secara destruktif (merusak kayu), dan (2) pengujian secara non destruktif
(tanpa merusak kayu). Salah satu pengujian non destruktif yang sudah banyak
digunakan adalah metode gelombang ultrasonik, walaupun demikian di Indonesia
pengujian dengan metode ini belum banyak diteliti. Bucur (1995) mengatakan
bahwa pada pengujian metode gelombang ultrasonik ini didasarkan pada
pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik (ultrasonic wave velocity) yang
dibangkitkan oleh getaran dengan
parameter yang diukur berupa waktu
perambatan gelombang ultrasonic (ultrasonic wave velocity propagation time).
Terdapat hubungan antara kecepatan rambatan gelombang dengan elastisitas
bahan yang dinyatakan dalam persamaan V2 = E/ñ. Salah satu faktor
yang mempengaruhi kecepatan gelombang adalah kadar air.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh kadar air terhadap
kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dan mengetahui hubungan antara
kekuatan kayu yang diuji secara destruktif dan non destruktif pada kondisi kadar
air kering udara pada enam jenis kayu. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini
adalah enam jenis kayu terdiri dari kayu sengon (Paraserianthes falcataria
L. Nielsen), mangium (Acacia mangium Willd), kayu durian (Durio zibethinus
Murr), tusam (Pinus merkusii Junghuhn & de Vriese), rasamala (Altingia excelsa
Norona), kempas (Koompassia malaccensis Maing). Contoh uji dibuat dalam
kondisi basah, titik jenuh serat, ker ing udara, dan kering tanur. Pembuatan contoh
uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis baik destruktif maupun non destruktif
disesuaikan dengan bentuk dan ukuran contoh uji menurut standar Inggris
untuk contoh kayu bebas cacat (BS 373 : 1957).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kecepatan rambatan gelombang
ultrasonik semakin meningkat dengan menurunnya kadar air dari kondisi kadar air
titik jenuh serat ke kondisi kadar air kering tanur. Modulus Elastis dinamis
(MOEd) dan Modulus Elastis statis (MOEs) pada keenam jenis kayu meningkat
dengan menurunnya kadar air dari kondisi kadar air titik jenuh serat ke kondisi
kadar air kering tanur. Hasil ini menunjukkan bahwa semakin meningkat kadar air
kekakuan kayu semakin rendah. Sementara itu untuk keteguhan lentur patah
atau MOR (Modulus of Rupture), semakin tinggi kadar air MOR akan semakin
rendah.
Hasil analisa mengenai hubungan MOEd dan MOEs dengan MOR
menunjukkan bahwa terdapat korelasi linier antara Modulus Elastis statis (MOEs)
dengan keteguhan lentur patah (MOR) pada keenam jenis kayu kecuali pada jenis
kayu Acacia mangium. Hal ini berarti bahwa MOE s cukup baik untuk menduga
MOR pada kayu kering udara. Terdapat korelasi linier antara MOE dinamis
dengan MOR pada jenis kayu sengon (Paraserianthes falcataria L. Nielsen)
dan rasamala (Altingia excelsa Norona). Hal ini menunjukkan bahwa pengukuran
non destruktif dengan me tode ultrasonik dapat digunakan untuk memperkirakan
hasil pengujian keteguhan lentur statis dengan model regresi linea r sederhana
untuk kedua jenis tersebut. Sementara itu pada keempat jenis kayu yang lain tidak
terdapat korelasi linier.
Hasil pengujian MOEd (non destruktif ) rata-rata lebih tinggi 35%
dari MOEs secara (destruktif). Pengujian pada penelitian ini dilakukan dengan
jumlah sampel yang sangat terbatas (n = 5).
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pam ekasan, Jawa Timur pada tanggal
13 0ktober 1983. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara
pasangan Moh. Yasin (Ayah) dan Hosniyah (Ibu).
Jenjang pendidikan formal yang ditempuh penulis, yaitu Taman
Kanak-Kanak di TK Dharma Bakti pada tahun 1987-1989,
Pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri Murtajih I Pamekasan
tahun 1989-1995, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTP Negeri 2 Pamekasan tahun
1998-1998 dan Sekolah Menengah Umum di SMU Negeri 2 Pamekasan tahun
1998-2001.
Pada tahun 2001, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk (USMI) IPB pada Departemen Hasil Hutan, Fakultas
Kehutanan IPB. Tahun 2003 penulis mengambil Sub-Program studi Pengolahan Hasil
Hutan dan pada tahun 2004 memilih keteknikan kayu sebagai bidang keahlian.
Semasa perkuliahan, penulis aktif mengikuti berbagai kegiatan organisasi,
diantaranya Keluarga Mahasiswa Madura (GASISMA) IPB, Bendahara Asrama
Mahasiswa IPB Sylvasari (2002-2003), Dewan Keluarga Mushalla ’Ibadurrahmaan’
Fakultas Kehutanan IPB (2002-2004), Ketua Departemen HANKAM Asrama Mahasiswa
IPB Sylvasari (2003-2004), Kesekretariatan Himpunan Profesi Mahasiswa Teknologi
Hasil Hutan (HIMASILTAN) Fakultas Kehutanan IPB (2003-2004), Bendahara Yayasan
Sylvasari Mandiri (2003-2005), Ketua Asrama Mahasiswa IPB Sylvasari (2004-2005).
Beberapa pengalaman kerja yang penulis dapatkan diantaranya adalah sebagai
pengajar Taman Pendidikan Alqur’an (TPA) Al-Istiqamah Dramaga Bogor, Konselor
Usaha Kampus IPB (2005). Selain itu pada tahun 2004 melaksanakan praktek umum
Kehutanan di KPH Banyumas Barat dan KPH Banyumas Timur, serta Praktek
Pengelolaan Hutan di KPH Ngawi dan KPH Randublatung, Jawa Tengah. Pada tahun
2005 penulis juga telah melaksanakan Kuliah Kerja Profesi di PT. Profilindah Kharisma
Mojokerto, Jawa Timur.
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas
Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dalam bidang
keteknikan dan rekayasa kayu dengan judul : ”Kecepatan Rambatan Gelombang dan
Keteguhan Lentur Be berapa Jenis Kayu Pada Berbagai Kondisi Kadar Air”
dibawah bimbingan Lina Karlinasari, S.Hut, M.Sc,F dan Ir. Sucahyo Sadiyo, M.S.