Balok Laminasi dengan Kombinasi dari Batang Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jacq) dan Kayu Mahoni (Swietenia Mahagoni.)
TINJAUAN PUSTAKA Balok Laminasi
Balok laminasi pertama kali digunakan pada tahun 1893 di Eropa pada sebuah auditorium di Basel, Swiss dengan tipe serat arah melengkung yang menggunakan perekat tulang. Kemajuan pemakaian perekat tulang selama Perang Dunia I antara lain dalam pembuatan balok laminasi struktural untuk pesawat terbang dan bingkai pada komponen bangunan (Schniewind dan Cahn, 1989).
Menurut Wardhani (1999) saat ini balok laminasi banyak digunakan untuk konstruksi bangunan, perabot rumah tangga dan alat olahraga.
Balok laminasi adalah papan yang direkat dengan perekat tertentu secara bersama-sama dengan arah serat. Dari potongan-potongan kayu yang kecil dapat dibuat balok laminasi dengan panjang, lebar dan tebal yang dinginkan yaitu dengan cara menyambung ujung-ujung papan dan merekatkan sisi-sisinya (Wardhani, 1999). Menurut Schniewind dan Cahn (1989), balok laminasi untuk tujuan struktural adalah suatu teknik pembuatan produk yang berbasis tekanan, terdiri dari kumpulan lapisan kayu yang telah terseleksi dan siap digunakan yang saling mengikat dengan adanya perekat. Balok laminasi merupakan pembuatan suatu produk yang berbasiskan tekanan yang terdiri dari dua atau lebih lapisan kayu yang direkat secara bersamaan dengan arah penyusunan paralel maupun sejajar serat.
Keunggulan teknologi laminasi adalah: Pengadaan material di pasaran mudah karena kebutuhan papan pelapis yang digunakan maksimum adalah
20 mm, juga panjang pelapis tidak dibatasi. Penggunaan material kayu lebih efisien, penyediaan material akan lebih cepat karena potongan kayu yang tipis (sampai 5 mm), pendek, serta ada cacatnya masih bisa digunakan untuk konstruksi. Sedikit penggunaan bahan pengikat mekanis dengan dimensi lebih kecil dan bersifat hanya menyatukan permukaan bidang perekatan. Mudah dilakukan pemeriksaan cacat, karena dimensi bahan baku penyusun balok laminasi lebih kecil dan tipis, kekedapan dapat terjamin, konstruksi lebih rigit atau kaku. Pelindungan berganda dapat dilaksanakan, kayu yang kering dan dijenuhkan akan lebih tahan terhadap kerusakan, dan sifat lapisan perekat yang diciptakan khusus juga merupakan perlindungan terhadap kerusakan yang ada (Manik, 1997).
Potensi Kelapa Sawit
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) yaitu tanaman sejenis palem- paleman (palmae), buahnya menghasilkan minyak kelapa sawit yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan industri dan rumah tangga. Kelapa sawit diketahui berasal dari Guenea di Afrika, dan diperkenalkan ke Indonesia sejak zaman Belanda (1848). Sekarang kelapa sawit sudah berkembang sangat pesat. Khususnya di Malaysia dan Indonesia dan sedikit di Thailand dikatakan bahwa secara bersamaan Indonesia dan Malaysia menguasai lebih dari 95 % produksi kelapa sawit di dunia saat ini (Bakar, 2003).
Secara rinci, sistematika Kelapa Sawit diuraikan sebagai berikut: Kingdom : Plantae Division : Magnoliophyta Kelas : Liliopsida Ordo : Arecales Familia : Arecaceae Genus : Elaeis Spesies : Elaeis guineensis Jacq. (Bakar, 2003).
[
Gambar 1. Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.)
Karakteristik Batang Kelapa Sawit Karakteristik Umum Batang Kelapa Sawit
Kelapa sawit merupakan tanaman monokotil. Batang kelapa sawit berbentuk silinder dengan diameter 20-75 cm. Pertambahan tinggi batang terlihat jelas setelah tanaman berumur 4 tahun. Tinggi batang bertambah 25-45 cm/tahun. Tinggi maksimum yang ditanam diperkebunan antara 15-18 m sedangkan yang di alam mencapai 30 m (Fauzi et al., 2002).
Anatomi Batang Kelapa Sawit Kelapa sawit tumbuh tegak lurus dapat mencapai ketinggian 15 - 20 m.
Tanaman ini berumah satu atau monoecious dimana bunga jantan dan betina terdapat pada satu pohon. Bunga jantan dan betina terdapat masing-masing pada tandan bunganya dan terletak terpisah yang keluar dari ketiak pelepah daun. Tanaman ini dapat menyerbuk sendiri dan dapatmenyerbuk silang.Mengetahui bagian yang penting dari tanaman ini seperti sistem perakaran, batang, daun bunga dan lain-lain perlu karena keterkaitannya dengan berbagai hal dibidang agronomi, pemuliaan, perlindungan tanaman, pemupukan, peramalan produksi, panen dan lain-lain. Sistem perakaran misalnya berhubungan erat dengan kegiatan yang berkaitan dengan pemupukan, pemeliharaan piringan pokok (bokoran) panen, pemberantasan gulma dan hama batang kelapa sawit ada yang cepat pertumbuhannya, ada yang lambat dan sifat ini dapat dipakai untuk pemilihan pokok induk karena berkaitannya dengan masalah panen. Sistem perdaunan yaitu susunan cabang daun (roset), pelepah, panjang pelepah daun, jumlah/ panjang/ lebar/ susunan anak daun dipakai untuk perhitungan luas permukaan daun digunakan untuk perhitungan jarak tanam atau kerapatan tanam, pengambilan contoh daun untuk pemupukan dan peringatan dini pada pengamatan serangan hama, pengambilan ortet pada teknik kultur jaringan dan lain-lain. Mengetahui proses pembentukan bunga baik tentang masa pembentukan, kelaminnya, proses kematangan tandan serta tahapannya perlu untuk peramalan produksi dan keseimbangan dalam pemupukan, perkembangan, kematangan buah pada tandan juga perlu diketahui guna mengetahui kriteria panen yang baik dari sudut kuantitas maupun kualitas dan dipakai untuk peramalan produksi jangka pendek. Susunan (komposisi) minyak yang terdapat pada buah juga akan penting (Abednego, 2012).
Batang kelapa sawit tumbuh tegak lurus (phototropi) dibungkus oleh pelepah daun (f r o n d b a s e ) . Batang ini berbentuk silinderis berdiameter 0,5 m pada tanaman dewasa. Bagian bawah umumnya lebih besar disebut bongkol batang atau bowl. Sampai umur 3 tahun batang belum terlihat karena masih terbungkus pelepah daun yang belumdipangkas ditunas. Batang kelapa sawit akan terus akan diselubungi oleh pangkal pelepah sampai umur 11-15 tahun. Pada umur diatas 15 tahun bekas pelepah daun akan rontok. Tinggi batang kelapa sawit berbeda beda tergantung dari varitas dan keadaan lingkungan pada lahan. Selain itu pertumbuhan tinggi kelapa sawit dipengaruhi oleh umur, dosis pemberian pupuk kerapatan tanam dan lain-lain. Perbedaan tinggi tidak mencerminkan dari produksi. Ketinggian kelapa sawit hanya berhubungan pada efektifitas pengambilan buah dan pemotongan pelepah daun kelapa sawit (Abednego, 2012).
Sifat Fisis Batang Kelapa Sawit Kerapatan Batang Kelapa Sawit Kerapatan batang kelapa sawit sangatlah bervariasi pada setiap bagiannya.
Semakin tinggi dan dalam bagian batang maka semakin menurun kerapatannya.
3 Dimana kerapatan batang kelapa sawit berkisar antara 200 sampai 600 kg/m
3
dengan rata-rata 370 kg/m . Hal tersebut juga mempengaruhi nilai dari berat jenis batang kelapa sawit dimana semakin tinggi dan dalam bagian batang maka semakin rendah nilai berat jenisnya. Nilai berat jenis (BJ) tepi batang berkisar antara 0,11 sampai 0,15 (Bakar, 2003)
Kadar Air Batang Kelapa Sawit
Banyaknya air yang dikandung pada sepotong kayu disebut kadar air kayu (KA). Banyaknya kandungan air pada kayu bervariasi. Tergantung jenis kayunya, kandungan tesebut berkisar sekitar 40-300%, dinyatakan dengan persentase dari berat kayu kering tanur. Berat kayu kering tanur dipakai sebagai dasar, karena berat ini petunjuk banyaknya zat padat kayu (Dumanauw, 1993)
Kadar air (KA) batang kelapa sawit bervariasi antara 100% sampai 500%, dimana KA tertinggi berkisar antara 345% sampai 500%. Kadar air pada batang kelapa sawit cenderung turun dari atas batang ke bawah dan dari empulur ke tepi. Perbedaan tersebut disebabkan pada posisi jaringan parenkim yang berfungsi menyimpan atau menahan lebih banyak air daripada jaringan pembuluh. Jaringan parenkim lebih banyak terdapat pada bagian puncak batang dan bagian luar batang ke bagian dalam (pusat) batang (Bakar, 2003).
Kondisi kadar air kayu dalam hubungannya dengan keberadaan air di dalam rongga/lumen sel dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Tabel 1. Macam-Macam Kondisi Kadar Air Kayu Kondisi kadar air Kondisi Rongga/Lumen dan No Nilai (KA) Dinding Sel
1 KA Maksimal
40
- – 400% Rongga/lumen sel penuh air, dinding sel jenuh air terikat
2 KA Basah Di atas TJS Rongga/lumen sel berisi air, dinding sel jenuh air terikat
3 KA Titik Jenuh Serat
28
- – 30% Rongga/lumen sel kosong, dinding sel jenuh air terikat
4 KA Kering Udara
15
- – 20% Rongga/lumen sel kosong, dinding sel mengandung sebagian air
5 KA kering Tanur ± 1% Rongga/lumen sel kosong, dinding sel kosong Sumber: Hartono et al (2005).
Sejumlah air akan tetap tinggal di dalam struktur dinding-dinding sel bahkan setelah kayu diolah menjadi kayu gergajian, finir, partikel, atau produk serat. Sifat-sifat fifik dan mekaniknya ketahan terhadap penghancuran biologis, dan kestabilan dimensi produk akan dipengaruhi oleh jumlah air yang ada dan fluktuasinya dengan waktu (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Sifat Mekanis Batang Kelapa Sawit
Sifat mekanis kayu batang kelapa sawit dapat dilihat pada tabel 1 dengan membandingkan beberapa sifat mekanis batang kelapa sawit dengan beberapa spesies kayu dan 2 jenis monokotil.
Tabel 2. Perbandingan Sifat Elaeis guineensis Jacq. dengan Beberapa Jenis Kayu Tekan Kerapatan Kekerasan MOE MOR Spesies (kering oven) // serat
2 (MPa) (MPa)
(N) kg/m (MPa)Kelapa sawit
800-
220-550 8-45 5-25 350-24508000
(30 tahun) Kayu Kelapa
3100-
(Cocos nucifera) 250-850 26-105 19-49 520-440011400
(60 tahun)Cengal (Neobalanocarpus 820 19600 149 75 9480 heimii ) Kapur 690 13200
73 39 5560 (Dryobalanops camphora ) Kayu Karet 530 8800
58 26 4320 (Havea brasiliensis) Sumber : Choon et al. (1991)
Bakar et al. (1999) menyatakan bahwa, untuk bahan konstruksi, kayu dituntut memiliki sifat-sifat mekanis yang memenuhi persyaratan struktural dan keamanan. Selain itu kayu yang digunakan disyaratkan memiliki penyusutan yang kecil, tidak mudah pecah, berserat lurus, ringan dan tidak bercacat. Kelebihan dari batang kelapa sawit yang mendukung persyaratan-persyaratan di atas adalah (1) kelapa sawit mempunyai umur relatif pendek, (2) mudah tumbuh, (3) tidak mengandung cacat mata kayu, (4) berserat lurus, (5) berdiameter cukup besar, serta (6) bentuk batang lurus dan silinder.
Dari penelitian Bakar (2003) diketahui bahwa batang kelapa sawit mempunyai sifat sangat beragam dari bagian luar ke pusat batang dan sedikit bervariasi dari bagian pangkal ke ujung batang. Beberapa sifat penting dari batang kelapa sawit untuk setiap bagian batang dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 3. Sifat-Sifat Dasar Batang Kelapa Sawit Bagian dalam batang Sifat-sifat penting Tepi Tengah Pusat Berat jenis
0,35 0,28 0,20 Kadar air, % 156 257 365
2 Kekakuan lentur, kg/cm 29996 11421 6980
2 Keteguhan lentur, kg/cm 295 129
67 Susut volume, %
26
39
48 Kelas awet
V V
V Kelas kuat
III-V
V V Sumber: Bakar (2003).
Pemanfaatan kayu mahoni
Pemanfaatan tanaman mahoni banyak ditemukan di pinggir-pinggir jalan sebagai pohon pelindung. Pohonnya yang besar cocok untuk berteduh. Disamping itu karena sifatnya yang tahan panas/hidup di tanah gersang sehingga tanaman ini tetap bertahan menghiasi tepi jalan di beberapa daerah. Dan sejak 20 tahun terakhir ini, tanaman mahoni mulai dibudidayakan karena kayunya mempunyai nilai ekonomis yang cukup tinggi. Kualitas kayunya keras dan sangat baik untuk
meuble, furniture , barang-barang ukiran dan kerajinan tangan. Sering juga dibuat
penggaris karena sifatnya yang tidak mudah berubah. Kualitas kayu mahoni berada sedikit dibawah kayu jati sehingga sering dijuluki sebagai kualitas kedua.
Untuk mahoni yang tua kayunya berwarna merah kecoklatan. Ada beberapa jenis mahoni yaitu mahoni berdaun kecil (Swietenia mahagoni) dan mahoni berdaun lebar (Swietenia macrophilea). Swietenia mahagoni kualitas kayunya lebih bagus dibanding Swietenia macrophilea. Sedangkan kelebihan Swietenia macrophilea adalah lebih cepat tumbuh menjadi besar dan kayunya lempeng. Pemanfaatan lain dari tanaman mahoni adalah kulitnya dipergunakan untuk mewarnai pakaian. Kain yang direbus bersama kulit mahoni akan menjadi kuning dan wantek (tidak luntur). Sedangkan getah mahoni yang disebut juga blendok dapat dipergunakan sebagai bahan baku lem (perekat), dan daun mahoni untuk pakan ternak (BPDAS, 2011).
Penggunaan kayu mahoni
Kayu mahoni lebih banyak digunakan sebagai bahan baku mebel untuk
indoor furniture. Furniture high end dengan harga yang relatif mahal dapat
dihasilkan dan dibuat dengan kayu mahoni. Mebel-mebel dari kayu mahoni sudah dikenal sejak lama banyak mebel-mebel dengan model antik atau klasik dari Eropa atau Amerika yang dibuat dengan menggunakan kayu mahoni. Harga kayu yang relatif mahal akan sepadan dengan keindahan penampilan dari serat dan warna yang dapat dihasilkannya. Penggunaan kayu mahoni untuk
outdoor furniture tidak banyak dilakukan karena harganya yang relatif mahal dan
ketahanannya yang relatif rendah terhadap cuaca luar ruangan. Penggunaan untuk
outdoor membutuhkan pelapisan dengan bahan finishing yang bisa bisa menahan
cuaca luar ruangan. Penggunaan kayu untuk keperluan lain seperti untuk kerangka rumah atau pagar juga tidak banyak dilakukan. Kerangka rumah yang lebih mengutamakan kekuatan tidak terlalu cocok dengan kayu mahoni (Sigit, 2012).
Perekat Isocyanate
Pembuatan balok laminasi mutlak memerlukan perekat sebagai bahan pengikat bagian yang satu dengan yang lainnya. Pemilihan jenis perekat yang digunakan harus disesuaikan dengan peruntukan balok laminasi nantinya. Perekat adalah suatu zat yang mampu mengikat material yang satu dengan yang lain melalui kontak permukaan. Sirekat adalah substrat yang akan diikat dengan substrat lainnya dengan bantuan perekat. Perekat digunakan untuk merekatkan lapisan papan kayu sehingga terjadi pertemuan antara serat kayu dengan perekat untuk membentuk satu kesatuan konstruksi yang lebih kuat (Fakhri,2001).
Kelebihan dari perekat isocyanate adalah dapat mengeras tanpa bantuan panas dan curing pada suhu tinggi. Keunikan perekat ini adalah dapat digunakan pada variasi suhu yang luas, tahan air, dan panas. Perekat ini tidak mengandung formaldehid, sehingga proses pengeringannya relatif cepat dengan pH netral (pH 7) dan kering pada variasi suhu yang luas. Perekat yang ekonomis dan sangat kuat ini tahan terhadap air, panas, dan solvent (Ruhendi dan Hadi, 1997).
Keunikan perekat Isosianat adalah dapat digunakan pada variasi suhu yang luas, tahan air, panas dan kedap terhadap solvent (pelarut organik. Perekat ini juga memiliki daya guna yang luas untuk merekatkan berbagai macam kayu ke kayu, kayu ke logam, dan kayu ke plastik. Perekat ini lebih toleran terhadap kekurangan