Kajian Beberapa Sifat Dasar Eucalyptus urophylla Umur 7 Tahun
KAJIAN BEBERAPA SIFAT DASAR
Eucalyptus urophylla UMUR 7 TAHUN
SKRIPSI
JULUS NAINGGOLAN
051203036
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVESITAS SUMATERA UTARA
2011
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
: Kajian Beberapa Sifat Dasar Kayu Eucalyptus urophylla
tahun
Nama
Umur 7
: Julus Nainggolan
NIM
: 051203036
Departemen
Program Studi
: Kehutanan
: Teknologi Hasil Hutan
Disetujui oleh,
Komisi Dosen Pembimbing
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si
Ridwanti Batuibara, S.Hut, MP
Ketua
Anggot
Diketahui
Siti Latifah, S.Hut, M.Si, Ph.D
Ketua Program Studi
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan segala berkat dan karunia-Nya sehingga hasil penelitian yang berjudul ”
Kajian Beberapa Sifat Dasar Kayu Eucalyptus urophylla umur 7 tahun berhasil
diselesaikan dengan baik dan tepat waktu.
Terima kasih disampaikan kepada Ibu Evalina Herawati, S.Hut, M.Si. dan Ibu
Ridwanti Batubara, S.Hut, M.Si. selaku komisi pembimbing yang telah banyak
mengarahkan dan memberikan saran kepada penulis dalam menyelesaikan hasil
penelitian ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada orangtua dan saudarasaudara atas dukungan dan doanya kepada penulis serta teman-teman yang membantu
dalam penulisan usulan penelitian ini.
Penulis menerima kritik dan saran yang membangun dari pembaca untuk
penyempurnaan di masa yang akan datang.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat dan memberi kontribusi yang baru
khususnya dalam bidang kehutanan dan bidang pendidikan dalam penelitian-penelitian
ilmiah.
Medan, Desember 2011
Julus Nainggolan
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRACT............................................................................................................... i
ABSTRAK................................................................................................................. ii
KATA PENGANTAR .................................................................................................. iii
DAFTAR ISI.............................................................................................................. iv
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... vi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ vii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ............................................................................................ 1
Tujuan ........................................................................................................ 2
Manfaat Penelitian ..................................................................................... 3
Hipotesis Penelitian .................................................................................... 3
TINJUAN PUSTAKA
Kayu Ekaliptus urophylla ............................................................................. 4
Sifat Umum Kayu ........................................................................................ 5
Sifat Anatomi Kayu ..................................................................................... 8
Sifat Fisis Kayu ............................................................................................ 10
Sifat Mekanis Kayu ..................................................................................... 13
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat ..................................................................................... 16
Universitas Sumatera Utara
Bahan ........................................................................................................ 16
Alat............................................................................................................ 17
Prosedur Penelitian .................................................................................... 17
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ciri Umum Kayu .......................................................................................... 27
Sifat Anatomi .............................................................................................. 28
Sifat Fisis .................................................................................................... 33
Sifat Mekanis .............................................................................................. 44
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan................................................................................................. 47
Saran .......................................................................................................... 47
DAFTAR PUSTAKA
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Klasifikasi Panjang Serat................................................................................. 7
2.
Klasifikasi Diameter Serat .............................................................................. 7
3.
Kelas Kekuatan Kayu ...................................................................................... 15
4.
Ciri Umum Kayu E. urophylla.......................................................................... 27
5.
Nilai Serat Kayu E. Urophylla .......................................................................... 31
6.
Nilai Kadar Air Basah Batang E. urophylla ....................................................... 33
7.
Nilai Kadar Air Kering Udara Batang E. urophylla ........................................... 34
8.
Nilai Kadar Air Kayu Cepat Tumbuh................................................................ 35
9.
Nilai Kerapatan Kering Udara Batang E. urophylla .......................................... 36
10.
Nilai Susut Radial Basah Batang E. urophylla .................................................. 37
11.
Nilai Susut Radial Kering Udara Batang E. urophylla ....................................... 38
12.
Nilai Susut Tangensial Basah Batang E. urophylla ........................................... 38
13.
Nilai Susut Tangensial Kering Udara Batang E. urophylla ............................... 39
14.
Nilai Susut Longitudinal Basah Batang E. urophylla........................................ 40
15.
Nilai Susut Longitudinal Kering Udara Batang E. urophylla ............................. 40
16.
Nilai MOE Batang Batang E. urophylla ............................................................ 42
17.
Nilai MOR Batang Batang E. urophylla............................................................ 43
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Pohon E. Urophylla di Sektor Aek Nauli .......................................................... 16
2.
Pengambilan Kayu Berdasarkan Ketinggian Pohon (Arah Vertikal).................. 17
3.
Pembagian Contoh Uji Berdasarkan Variasi Kedalaman
(Arah Horizontal) ........................................................................................... 18
4.
Contoh Uji Untuk Pengujian Sifat Anatomi Kayu............................................. 19
5.
Dimensi Serat ................................................................................................ 20
6.
Serat Terpisah................................................................................................ 20
7.
Contoh Uji Pengujian Sifat Fisis Kayu.............................................................. 21
8.
Contoh Uji Pengujian Sifat Mekanis Kayu ....................................................... 23
9.
Pengujian Modulus Patah dan Modulus Elastisitas ......................................... 24
10.
Penyebaran Pori-pori Batang Kayu E. urophylla.............................................. 29
11.
Serat Kayu E. urophylla .................................................................................. 30
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Dimensi Serat Bagian Pangkal ........................................................................ 47
2.
Dimensi Serat Bagian Tengah ......................................................................... 48
3.
Dimensi Serat Bagian Ujung ........................................................................... 49
4.
Hasil Rata-rata Kadar Air Kayu E. Urophylla .................................................... 50
5.
Analisis Sidik Ragam Kadar Air Basah Kayu E. urophylla .................................. 51
6.
Analisis Sidik Ragam Kadar Air Kering Udara Kayu E. urophylla ....................... 52
7.
Hasil Rata-rata Kerapatan Kering Udara Kayu E. urophylla.............................. 53
8.
Analisis Sidik Ragam Kerapatan Kering Udara Kayu E. urophylla ..................... 54
9.
Hasil Rata-rata Penyusutan Kayu E. Urophylla ................................................ 55
10.
Analisis Sidik Ragam Susut Radial Basah Kayu E. urophylla ............................. 56
11.
Analisis Sidik Ragam Susut Radial Kering Udara Kayu E. Urophylla .................. 56
12.
Analisis Sidik Ragam Susut Tangensial Basah Kayu E. Urophylla...................... 57
13.
Analisis Sidik Ragam Susut Tangensial Kering Udara Kayu
E. Urophylla ................................................................................................... 58
14.
Analisis Sidik Ragam Susut Longitudinal Basah Kayu E. Urophylla ................... 59
15.
Analisis Sidik Ragam Susut Longitudinal Kering Udara Kayu
E. Urophylla ................................................................................................... 60
16.
Hasil Rata-rata Sifat Mekanis Kayu E. Urophylla ............................................. 61
17.
Analisis Sidik Ragam MOE Kayu E. Urophylla .................................................. 62
18.
Analisis Sidik Ragam MOR Kayu E. Urophylla .................................................. 62
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
JULUS NAINGGOLAN. Several Studies of Properties Eucalyptus urophylla 7th. supervised
by EVALINA HERAWATI and RIDWANTI BATUBARA.
The main objective of this research to evaluate anatomical, physical, and
mechanical properties of Eucalyptus urophylla 7th as vertically and horizontally.
Anatomical properties of E. urophylla was had solitary cylindrical pores, multiple radial
and tangential groups. The general characteristic of E. urophylla were yellow, not shiny,
the fiber course were straight until wavy, the touch impression was likely soft, did not
had a smell and taste. Average of fiber length E. urophylla was 1095.3 μ, fiber diameter
were 435.6, lumen diameter were 198.8 μ, wall thickness 119.2 μ fiber. Density of E.
urophylla were 0.40 until 0.57 g/cm3 were included strength class III-IV can be used for
light construction. The wet moisture content of E. urophylla ranged from 47.38 to
84.93%, and air moisture content ranged from 12.57 to 14.19%. average value of wet
shrinkage at radial were 5.28%, tangential were 6.86%, and longitudinal were 0.28%.
Average value of air dry shrinkage at radial were 2.22%, tangential were 2.62%, and the
longitudinal were 0.12%. The value of MOE were 6.72 x104 kg/cm2 and MOR were
417.20 kg/cm2 included strength class IV.
Key words: Eucalyptus urophylla, anatomical properties, physical properties, mechanical
properties.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
JULUS NAINGGOLAN. Kajian Beberapa Sifat Dasar Eucalyptus urophylla Umur 7 Tahun.
Dibimbing oleh EVALINA HERAWATI dan RIDWANTI BATUBARA.
Tujuan penelitian ini untuk mengevaluasi sifat anatomi, fisis, dan mekanis kayu
Eucalyptus urohylla umur 7 tahun secara vertikal dan horizontal. Sifat anatomi kayu E.
urophylla mempunyai pori-pori berbentuk soliter, berganda radial dua dan berkelompok
tangensial. Ciri umum kayu E. urophylla berwarna kuning kecoklatan, tidak mengkilap,
arah seratnya lurus hingga berombak, kesan raba agak halus, tidak memiliki bau dan
rasa yang khas. Panjang serat kayu E. urophylla rata-rata 1095,3 µ, diameter serat 435,6
µ, diameter lumen 198,8 µ, tebal dinding serat 119,2 µ. Kerapatan kayu E. urophylla
adalah 0,40-0,57 g/cm3 termasuk kelas kuat III-IV jadi dapat digunakan untuk konstruksi
ringan. Kadar air basah kayu E. urophylla berkisar 47,38–84,93%, dan kadar air kering
udara berkisar 12,57– 14,19%. Nilai rata-rata susut basah pada bidang radial 5,28%,
bidang tangensial 6,86%, dan bidang longitudinal 0,28%. Nilai rata-rata susut kering
udara pada bidang radial 2,22%, bidang tangensial 2,62%, dan bidang longitudinal
0,12%. Nilai MOE adalah 6,72x104 kg/cm2 dan nilai MOR 417,20 kg/cm2 termasuk kelas
kuat IV.
Kata kunci :
Kayu Eucalyptus urophylla, sifat anatomi, sifat fisis, sifat mekanis.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
JULUS NAINGGOLAN. Several Studies of Properties Eucalyptus urophylla 7th. supervised
by EVALINA HERAWATI and RIDWANTI BATUBARA.
The main objective of this research to evaluate anatomical, physical, and
mechanical properties of Eucalyptus urophylla 7th as vertically and horizontally.
Anatomical properties of E. urophylla was had solitary cylindrical pores, multiple radial
and tangential groups. The general characteristic of E. urophylla were yellow, not shiny,
the fiber course were straight until wavy, the touch impression was likely soft, did not
had a smell and taste. Average of fiber length E. urophylla was 1095.3 μ, fiber diameter
were 435.6, lumen diameter were 198.8 μ, wall thickness 119.2 μ fiber. Density of E.
urophylla were 0.40 until 0.57 g/cm3 were included strength class III-IV can be used for
light construction. The wet moisture content of E. urophylla ranged from 47.38 to
84.93%, and air moisture content ranged from 12.57 to 14.19%. average value of wet
shrinkage at radial were 5.28%, tangential were 6.86%, and longitudinal were 0.28%.
Average value of air dry shrinkage at radial were 2.22%, tangential were 2.62%, and the
longitudinal were 0.12%. The value of MOE were 6.72 x104 kg/cm2 and MOR were
417.20 kg/cm2 included strength class IV.
Key words: Eucalyptus urophylla, anatomical properties, physical properties, mechanical
properties.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
JULUS NAINGGOLAN. Kajian Beberapa Sifat Dasar Eucalyptus urophylla Umur 7 Tahun.
Dibimbing oleh EVALINA HERAWATI dan RIDWANTI BATUBARA.
Tujuan penelitian ini untuk mengevaluasi sifat anatomi, fisis, dan mekanis kayu
Eucalyptus urohylla umur 7 tahun secara vertikal dan horizontal. Sifat anatomi kayu E.
urophylla mempunyai pori-pori berbentuk soliter, berganda radial dua dan berkelompok
tangensial. Ciri umum kayu E. urophylla berwarna kuning kecoklatan, tidak mengkilap,
arah seratnya lurus hingga berombak, kesan raba agak halus, tidak memiliki bau dan
rasa yang khas. Panjang serat kayu E. urophylla rata-rata 1095,3 µ, diameter serat 435,6
µ, diameter lumen 198,8 µ, tebal dinding serat 119,2 µ. Kerapatan kayu E. urophylla
adalah 0,40-0,57 g/cm3 termasuk kelas kuat III-IV jadi dapat digunakan untuk konstruksi
ringan. Kadar air basah kayu E. urophylla berkisar 47,38–84,93%, dan kadar air kering
udara berkisar 12,57– 14,19%. Nilai rata-rata susut basah pada bidang radial 5,28%,
bidang tangensial 6,86%, dan bidang longitudinal 0,28%. Nilai rata-rata susut kering
udara pada bidang radial 2,22%, bidang tangensial 2,62%, dan bidang longitudinal
0,12%. Nilai MOE adalah 6,72x104 kg/cm2 dan nilai MOR 417,20 kg/cm2 termasuk kelas
kuat IV.
Kata kunci :
Kayu Eucalyptus urophylla, sifat anatomi, sifat fisis, sifat mekanis.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Peningkatan pemanfaatan kayu yang berasal dari hutan baik secara legal
maupun ilegal, merupakan salah satu dampak dari peningkatan pertumbuhan
penduduk yang semakin cepat (Iskandar, 2001 dalam Reagan, 2007). Peningkatan
aktivitas tersebut menyebabkan kondisi hutan semakin rusak, akibat maraknya
kegiatan ilegal logging atau pencurian kayu. Hutan alam tidak mampu lagi
memenuhi kebutuhan kayu, kondisi demikian akan mengancam keberadaan
industri-industri perkayuan di Indonesia. Untuk mengatasi hal tersebut, salah satu
alternatif pemecahannya yaitu dengan pengembangan Hutan Tanaman Industri
(HTI).
Pengembangan HTI di PT.Toba Pulp Lestari Propinsi Sumatera Utara
telah dimulai sejak enam belas tahun yang lalu, dengan konsesi hutan seluas
269.000 ha namun baru 84.000 ha yang dimanfaatkan dan 60.000 ha diantaranya
berupa HTI. Jenis utama kayu yang ditanam adalah Eucalyptus sp (Damanik,
2006 dalam Sihite, 2008).
Salah satu jenis pohon yang dipandang memiliki prospek yang baik untuk
dikembangkan dalam program HTI adalah E. Urophylla S. T. Blake. Jenis pohon
ini merupakan salah satu jenis komersial yang secara alami terdapat di pulaupulau Timur, Flores, Alor, Pantar dan Wetar. Termasuk jenis cepat tumbuh,
dengan kegunaannya antara lain untuk kayu pertukangan, kayu lapis, pulp dan
kertas (Mashari, 1994).
Kayu E. urophylla banyak digunakan untuk bangunan berat dan ringan,
kayu lapis, pulp dan kertas (Djapilus dan Suhaendi, 1978 dalam Utomo, 2008).
Universitas Sumatera Utara
Dalam program reboisasi dan penghijauan nasional jenis ini termasuk salah satu
dari yang diprioritaskan penanamannya pada hutan serbaguna dan hutan rakyat
untuk bahan baku bangunan dan kayu bakar pada lahan kritis.
Pemanfaatan suatu bahan kayu akan dapat dilakukan secara maksimal bila
sifat-sifat dasar kayu tersebut diketahui secara rinci. Menurut Dumanauw (1990)
sebelum kayu dipergunakan sebagai bahan bangunan, industri kayu maupun untuk
membuat perabot, sifat-sifat dasar kayu harus diketahui. Sifat dasar dimaksud
antara lain yang bersangkutan dengan sifat-sifat anatomi, sifat-sifat fisis, sifat-sifat
mekanis dan sifat-sifat kimia lainnya. Dari sifat dasar tersebut dapat diketahui
apakah E. urophylla dapat digunakan sebagai bahan bangunan dan industri atau
tidak. Jadi, sifat dasar ini penting dipahami agar di dalam proses pengolahan,
pengangkutan maupun penggunaannya dapat dilakukan secara seksama sehingga
tidak terjadi pengorbanan bahan, waktu, tenaga dan biaya yang sia-sia.
Berdasarkan uraian di atas, untuk mengetahui sifat-sifat kayu yang
mendukung berbagai penggunaan kayu E. urophylla maka dilakukan penelitian
mengenai “Kajian Beberapa Sifat Dasar Kayu E. urophylla Umur 7 Tahun. Kayu
E. urophylla termasuk tanaman fast growing (tanaman yang cepat tumbuh),
dimana kayu E. urophylla 6-7 tahun sudah dapat dipanen. Pemanfaatan kayu ini
diharapkan dapat menjadi pengganti keberadaan kayu-kayu yang selama ini
digunakan sebagai bahan baku pembuatan konstruksi dan meubel di industri
pengolahan kayu.
Universitas Sumatera Utara
Tujuan Penelitian
1. Mengetahui sifat umum dan sifat anatomi kayu E. urophylla umur 7 tahun.
2. Mengetahui sifat fisis kayu E. urophylla berdasarkan variasi letak dalam
batang yang meliputi: kadar air, kerapatan, dan penyusutan.
3. Mengetahui sifat mekanis kayu E. urophylla yang meliputi MOE
(Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture).
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah tersedianya data mengenai sifat
dasar kayu E. urophylla yang dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan dalam
pemanfaatannya.
Hipotesis Penelitian
Hipotesis dalam penelitian ini adalah terdapat pengaruh variasi secara
horizontal (ke arah dalam batang) dan vertikal (ketinggian batang) terhadap sifat
anatomi, fisis, dan mekanis kayu E. urophylla.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Kayu Eucalyptus urophylla
Menurut Djapilus dan Suhaendi (1978) dalam Utomo (2008) E. urophylla
termasuk dalam famili Myrtaceae, terdiri atas 500 jenis dan 138 varietas. Pohon
ekaliptus pada umumnya mempunyai batang yang lurus, tinggi dan tidak banyak
cabangnya.
Menurut Anonymous (1980) dalam Utomo (2008) E. urophylla adalah
jenis asli Indonesia dengan penyebaran alami di Nusa Tenggara Timur dan Timor
Timur. Sekitar tahun 1890 ahli-ahli kehutanan Belanda telah mengumpulkan biji
ekaliptus dari Nusa Tenggara (Pulau Flores, Timor dan lain-lain), kemudian
ditanam di beberapa tempat di Pulau Jawa. Sisa tanaman E. urophylla (diberi label
"E. Alba") yang terdapat di Kebun Raya Bogor.
Sistematika E. urophylla dalam dunia tumbuhan sebagai berikut :
Divisio
: Spermathophyta
Sub Divisio
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledon
Ordo
: Myrtales
Family
: Myrtaceae
Genus
: Eucalyptus
Spesies
: Eucalyptus urophylla (Mashari, 1994).
Hampir semua jenis ekaliptus beradaptasi dengan iklim musim. E.
urophylla secara alami tumbuh di lereng-lereng gunung dan lembah.
Perkembangan paling baik bila tumbuh pada tanah-tanah yang dalam dan lembab,
drainase tanah yang baik yaitu tanah-tanah yang berasal dari batuan vulkanik dan
Universitas Sumatera Utara
metamorf, tetapi jarang tumbuh pada batuan kapur (Fakultas Kehutanan IPB, 1980
dalam Mashari, 1994).
Pertumbuhan riap E. urophylla sangat tinggi. Tinggi pohon dapat
mencapai 40 meter dan rata-rata bebas cabang 25 meter. Diameternya bisa
mencapai 100 cm atau lebih dan tidak berbanir, kulit luar biasanya coklat muda
sampai coklat, keadaan kulit licin dan mengelupas memanjang tidak teratur
(Departemen Pertanian RI,1980 dalam Sihite, 2008).
E. urophylla digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp dan kayu
lapis serta kayu gergajian lainnya. E. urophylla juga tergolong kayu yang awet
dan kuat yang dapat digunakan untuk penopang bahan yang berat seperti bantalan
kereta api dan bahan bangunan lainnya (Departemen Kehutanan RI, 1992 dalam
Sihite, 2008).
Sifat Umum Kayu
a. Warna kayu
Ada beraneka macam, antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat
muda, coklat tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain sebagainya. Hal ini
disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda. Warna dari
suatu jenis kayu dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut: tempat di dalam
batang, umur pohon, kelembaban udara. Kayu teras umumnya memiliki warna
yang lebih jelas atau lebih gelap daripada warna bagian kayu yang ada di sebelah
luar kayu teras, yaitu kayu gubal. Kayu pohon yang lebih tua dapat lebih gelap
dari kayu pohon yang lebih muda dari jenis yang sama. Kayu yang kering berbeda
pula warnanya dengan dari kayu yang basah. Kayu yang lama berada di luar dapat
Universitas Sumatera Utara
lebih gelap, dapat juga lebih pucat daripada kayu yang segar dan kering udara
(Dumanauw, 1990).
b. Kilap kayu
Suatu jenis kayu dikatakan mengkilap jika permukaannya dapat
memantulkan cahaya. Ada jenis-jenis kayu yang kusam, ada yang agak mengkilap
dan ada pula yang sangat mengkilap tanpa dipolitur. Kilap pada kayu tidak ada
hubungannya dengan tekstur. Kayu yang mempunyai tekstur halus belum tentu
mengkilap (Mandang dan Pandit, 1997).
c.
Arah serat
Pengertian arah serat pada kayu sebenarnya adalah arah seluruh sel-sel
aksial pada suatu lapisan kayu terhadap sumbu batang pohon atau terhadap arah
sel-sel aksial dari lapisan kayu di sebelah luar dan sebelah dalam lapisan kayu
yang bersangkutan. Arah serat pada sepotong kayu mudah ditetapkan berdasarkan
arah sel-sel pembuluh yang pada permukaan kayu tampak seperti goresangoresan. Kayu dikatakan berserat lurus jika pembuluh dan sel-sel aksial lainnya
membentang searah dengan sumbu batang. Kayu dikatakan berserat melintang
jika arah bentangan pembuluh membentuk sudut terhadap sumbu batang pohon.
Serat melintang dapat digolongkan lagi atas:
a. Serat berpadu bila arah letak sel-sel aksial pada suatu lapisan kayu
berbeda dengan arah sel-sel serupa pada lapisan kayu berikutnya.
b. Serat terpilin jika sel-sel aksial mengelilingi sumbu batang pohon seperti
spiral.
c. Serat berombak atau serat bergelombang jika sel-sel aksial tersusun
berbelok-belok ke arah longitudinal.
Universitas Sumatera Utara
d. Serat miring jika sel-sel aksial pada sebilah papan atau balok membentuk
sudut terhadap salah satu sisinya (Mandang dan Pandit, 1997).
Casey (1960)
dalam Panggabean (2008)
mengklasifikasikan serat
berdasarkan panjang serat (Tabel 1) dan berdasarkan diameter serat (Tabel 2).
Tabel 1. Klasifikasi Panjang Serat
No
Golongan
1
Pendek
2
Sedang
3
Panjang
Sumber Casey (1960) dalam Panggabean (2008)
Tabel 2. Klasifikasi Diameter Serat
No
Golongan
1
Tipis
2
Sedang
3
Lebar
Sumber Casey (1960) dalam Panggabean (2008)
Panjang serat (µ)
1600
Diameter serat (mm)
0,002 – 0,010
0,010 – 0,025
0,025 – 0,040
d. Kesan raba
Kesan raba dinilai dari licin atau kesat dengan menggosok-gosokkan jari ke
permukaan kayu. Beberapa jenis kayu terasa licin jika diraba. Biasanya kayu yang
mempunyai tekstur halus serta berat jenis tinggi menimbulkan kesan raba yang
licin. Kesan licin dapat pula bertambah jika kayunya memang mengandung
minyak (Mandang dan Pandit, 1997).
e. Bau dan rasa
Bau dan rasa kayu mudah hilang bila kayu itu lama tersimpan di udara
luar. Untuk mengetahui bau dan rasa kayu perlu dilakukan pemotongan atau
sayatan baru pada kayu atau dengan membasahi kayu tersebut. Sebab ada jenisjenis kayu mempunyai bau yang cepat hilang, atau memiliki bau yang cukup
merangsang. Sifat bau dari kayu dapat digambarkan sesuai dengan bau yang
Universitas Sumatera Utara
umum dikenal. Adanya persamaan di antara kesan bau dan rasa disebabkan oleh
adanya hubungan erat yang terdapat pada indera pembau dan indera perasa kita
(Dumanauw, 1990).
f. Kekerasan
Kekerasan kayu merupakan salah satu sifat kayu yang berguna dalam
identifikasi jenis kayu. Tingkat kekerasan dapat digolongkan dari sangat lunak,
lunak, agak lunak, agak keras, keras dan sangat keras. Penetapannya dengan cara
menyayat contoh pada arah tegak lurus serat. Makin keras makin sulit disayat.
Bekas sayatan pun mengkilap. Kekerasan kayu erat hubungannya dengan tebal
relatif dinding serat. Makin tebal dinding serat makin keras kayu yang
bersangkutan. Kekerasan kayu dapat bertambah oleh kandungan mineral, terutama
silika dalam sel-sel kayu (Mandang dan Pandit, 1997).
Sifat Anatomis
a. Pembuluh/pori-pori
Sel-sel pembuluh tampak jelas dengan bantuan lup berkekuatan
pembesaran sepuluh kali, bentuknya seperti pori-pori pada penampang lintang
batang kayu. Kalau diameter cukup besar, pembuluh dapat juga dengan mata
telanjang pada penampang radial dan tangensial seperti goresan-goresan kearah
longitudinal. Kebanyakan kayu di Indonesia memiliki pembuluh/pori-pori yang
tersebar atau baur. Hanya beberapa jenis saja yang diketahui mempunyai
pembuluh/pori-pori yang tersebar menurut pola tatalingkar. Ciri dari pori
tatalingkar adalah pembuluh yang berdiameter besar tersusun dalam deret
konsentrik pada awal lingkar tumbuh sedangkan pembuluh yang kecil tersusun
dalam deret konsentrik pada akhir lingkar tumbuh (Mandang dan Pandit, 1997).
Universitas Sumatera Utara
Susunan pembuluh/pori-pori dapat dibagi 2 yaitu soliter dan berganda.
Pembuluh yang dikatakan soliter jika berdiri sendiri, dan dikatakan berganda jika
dua atau lebih pembuluh bersinggungan sedemikian rupa, sehingga dinding
singgung tampak datar. Gandaan dua buah pembuluh sering juga disebut pasangan
(Mandang dan Pandit, 1997).
b. Parenkim
Ciri parenkima yang penting untuk identifikasi adalah susunannya sebagai
mana yang terlihat pada penampang lintang kayu. Pada bidang ini, dengan
bantuan lup, parenkim biasanya dapat dilihat berupa jaringan yang berwarna lebih
cerah daripada jaringan serat: umumnya hampir putih dan lainnya agak coklat
atau coklat merah. Secara garis besar parenkim dapat dibagi atas dua tipe
berdasarkan hubungan dengan pembuluh. Tipe pertama dinamakan parenkim
apotrakea dan tipe kedua dinamakan parenkim paratrakea. Parenkima apotrakea
adalah semua bentuk parenkima yang tidak berhubungan langsung dengan
pembuluh. Parenkim paratrakea meliputi semua bentuk parenkima yang
berhubungan dengan pembuluh (Mandang dan Pandit, 1997).
c. Jari-jari
Jari-jari tampak dengan lup pada penampang lintang kayu seperti garisgaris yang hampir sejajar satu sama lain. Jika ukuranya cukup lebar, jari-jari dapat
dilihat dengan mata telanjang. Akan tetapi dengan kebanyakan jenis kayu, jari-jari
hanya dapat dilihat jelas dengan bantuan lup. Pada bidang radial, jari-jari tampak
seperti pita putus-putus kearah horisontal. Jika tingginya cukup maka jari-jari
akan tampak seperti sapuan-sapuan kuas ke arah horisontal (Mandang dan Pandit,
1997).
Universitas Sumatera Utara
Sifat Fisis
Sifat fisis kayu merupakan faktor dalam dari struktur kayu yang sangat
menentukan, disamping peran lingkungan dimana kayu tersebut tumbuh.
Beberapa sifat fisis kayu yang dianggap penting antara lain: kadar air, berat jenis
kayu, dan kembang susut kayu (Dumanauw, 1990).
a. Kadar air
Kayu bersifat higroskopis, artinya kayu memiliki daya tarik terhadap air,
baik dalam bentuk uap maupun cairan. Kemampuan kayu untuk mengisap atau
mengeluarkan air tergantung pada suhu dan kelembaban udara sekelilingnya.
Sehingga banyaknya air dalam kayu selalu berubah-ubah menurut keadaan udara/
atmosfer sekelilingnya. Banyaknya air yang dikandung pada sepotong kayu
disebut kadar air kayu. Banyaknya kandungan kadar air pada kayu bervariasi.
Tergantung jenis kayunya, kandungan tersebut berkisar sekitar 40-300%,
dinyatakan dengan persentase dari berat kayu kering tanur (Dumanauw, 1990).
Menurut Budianto (1996) ada beberapa tahapan pengabsorsian air di dalam
kayu
(proses evaporasi) :
1. Kayu basah (Green Wood), semua rongga pori dan dinding sel kayu penuh
kandungan air. Kadar air dapat mencapai 200%.
2.
Kayu setelah penebangan, setelah pohon ditebang zat air tidak dapat
masuk dengan bebas lagi. Dinding sel kayu tetap penuh kandungan air,
sedangkan rongga sel sebagian berkurang kandungan air. Besar kandungan
air masih di atas 35 %-70%.
Universitas Sumatera Utara
3. Titik jenuh serat (Fibre Saturation Point), air bebas pada rongga pori-pori
kayu telah keluar semuanya. Kandungan air dalam dinding sel tetap. Kadar
air kayunya 25%-30%.
4. Kering udara atau titik keseimbangan kadar air kayu (Equilibrium
Moisture Content), pada saat ini, kayu menyesuaikan diri dengan udara
sekitarnya, sehingga kandungan air dalam dinding sel yang berlebihan
mulai terevaporasi keluar. Bentuk dimensi kayu mulai berubah
(menyusut). Kadar air kayu antara 12%-20 %.
5.
Kering tanur, rongga pori dan dinding sel tidak mengandung air lagi.
Berat kayu tidak dapat turun lebih lanjut
b.
Kerapatan
Kayu adalah bahan yang terdiri atas sel-sel. Struktur yang terdiri dari sel-
sel yang memberikan kayu banyak sifat-sifat dan ciri-ciri yang unik yang
membedakan kayu satu dengan kayu lainnya. Berat jenis (BJ) kayu merupakan
perbandingan antara kerapatan kayu dengan kerapatan air pada suhu 4°C
(Haygreen dan Bowyer, 1989).
Kerapatan kayu adalah perbandingan antara berat kayu terhadap volume
kayu tersebut. Berat jenis di dalam suatu spesies telah ditemukan bervariasi
dengan sejumlah faktor yang meliputi letaknya dalam pohon, letak dalam kisaran
spesies tersebut, kondisi tempat tumbuh, dan sumber-sumber genetik (Haygreen
dan Bowyer, 1989).
c. Kembang susut
Jika kayu kehilangan air di bawah titik jenuh serat (TJS), yaitu kehilangan
air terikat, kayu menyusut. Sebaliknya, jika air memasuki struktur dinding sel,
Universitas Sumatera Utara
kayu mengembang. Penyusutan dan pengembangan adalah suatu proses yang
benar-benar terbalikkan dalam potongan-potongan kecil kayu bebas tengahan
internal. Besarnya penyusutan umumnya sebanding dengan banyaknya air yang
dikeluarkan dari dinding sel. Hal ini berarti bahwa spesies dengan kerapatan
tinggi harus menyusut lebih banyak per persen perubahan kandungan air daripada
spesies dengan kerapatan rendah (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Penambahan air pada zat dinding sel akan menyebabkan jaringan
mikrofibril mengembang, keadaan ini berlangsung sampai titik jenuh serat
tercapai. Dalam proses ini dikatakan bahwa kayu mengembang atau memuai.
Penambahan air seterusnya tidak akan mempengaruhi perubahan volume dinding
sel. Sebaliknya jika air dalam kayu dengan kadar air maksimum dikurangi, maka
pengurangan ini pertama-tama akan terjadi pada air bebas dalam rongga sel
sampai mencapai titik jenuh serat. Pengurangan air selanjutnya di bawah titik
jenuh serat akan menyebabkan dinding sel kayu itu menyusut atau mengerut.
Dalam hal ini dikatakan kayu itu mengalami penyusutan atau pengerutan
(Dumanauw, 1990).
Menurut Budianto (1996) terdapat 3 arah penyusutan pada kayu :
1. Tangensial, merupakan arah penyusutan searah lingkaran tahun. Besar
penyusutan pada arah ini adalah 4,3% - 14% atau rata-rata 10%.
2. Radial, merupakan arah penyusutan searah dengan jari-jari kayu atau
memotong tegak lurus lingkaran tahun. Penyusutan pada arah ini berkisar
2,1% - 8,5% atau rata-rata 5%.
Universitas Sumatera Utara
3. Longitudinal (Aksial), merupakan arah penyusutan searah dengan panjang
kayu atau serat batang kayu. penyusutan arah ini berkisar antara 0,1% 0,3% atau biasa diperhitungkan 0,3%.
Salah satu usaha untuk mencegah dan membatasi penyusutan kayu adalah
dengan membuat kadar air kayu sekecil mungkin, atau pada keadaan kadar air
keseimbangan dengan cara sebagai berikut:
1. Kayu dikeringkan sampai mencapai kadar air yang stabil (tetap), sehingga
penyusutan yang terjadi relatif kecil atau dapat diabaikan.
2. Setelah itu kayu tersebut disimpan dalam ruangan yang tidak lembab dan
memiliki sirkulasi udara yang baik. (Sistem penimbunan yang sempurna).
3. Memberi lapisan pada kayu dengan bahan-bahan penutup finishing untuk
menghambat perubahan kadar air atau untuk mempertahankan kestabilan
kadar air, selain berfungsi sebagai keindahan (Dumanauw, 1990).
Sifat Mekanis
Sifat mekanis merupakan kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan
bentuk suatu bahan, sedangkan kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul beban atau gaya yang bekerja padanya. Sifat mekanis biasanya
merupakan ciri terpenting dari produk kayu yang akan digunakan untuk bahan
bangunan gedung. Penggunaan struktural adalah setiap penggunaan di mana sifat
mekanis merupakan kriteria pertama untuk pemilihan bahan. Penggunaan
struktural produk kayu antara lain meliputi palang lantai, kasau, penyanggang atap
berlapis, tiang listrik, anak tangga dan rangka perabot rumah tangga (Haygreen
dan Bowyer, 1989).
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan antara tegangan dan regangan di bawah batas proporsi yaitu,
kemiringan garis, adalah suatu nilai yang konstan yang disebut elastisitas (MOE).
Dalam uji tekan dan tarik perbandingan ini kadang-kadang dinamakan Modulus
Young untuk membedakannya dari MOE yang ditentukan uji keteguhan
lengkung. Semakin besar tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan regangan
tertentu semakin besar ketahananya terhadap perubahan bentuk, semakin tinggi
MOE bahan. Hubungan antara MOE dengan defleksi yaitu apabila semakin tinggi
elastisitas suatu balok, semakin berkurangnya defleksi dengan ukuran tertentu
pada beban tertentu (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Modulus patah (MOR) merupakan sifat mekanis yang berhubungan
dengan kekuatan kayu yaitu ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau
gaya luar yang bekerja padanya sampai maksimal dan cenderung merubah bentuk
dan ukuran kayu tersebut, dengan kata lain kekuatan letur patah merupakan sifat
kekuatan kayu dalam menentukan beban yang dapat dipikul oleh suatu balok atau
gelagar (Kollman dan Cote, 1968 dalam Iswanto, 2008).
Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanis kayu dipengaruhi oleh
dua faktor. Faktor luar (eksternal) berupa pengawetan kayu, kelembaban
lingkungan, pembebanan, dan cacat-cacat yang disebabakan oleh jamur serta
serangga perusak kayu. Faktor kedua yaitu faktor dalam kayu (internal) antara
lain berat jenis kayu, cacat-cacat berupa mata kayu, dan lain sebangainya
(Dumanauw, 1990).
Universitas Sumatera Utara
Kelas Kekuatan Kayu
Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI, 1961) dalam Frick dan
Moediartianto (2004) menyatakan kelas kuat kayu didasarkan pada berat jenis
(BJ), modulus elastisitas (MOE), dan modulus patah (MOR), dapat dilihat pada
Tabel 3.
Tabel 3. Kelas Kekuatan Kayu
Kelas Kuat Berat Jenis MOE (Kg/cm2) MOR (kg/cm2)
I
≥ 0,90
125000
≥ 1100
II
0,90 – 0,60
100000
1100 – 725
III
0,60 – 0,40
80000
725 – 500
IV
0,40 – 0,30
60000
500 – 360
V
< 0,30
< 360
Sumber :PKKI (1961) dalam Frick dan Moediartianto (2004)
Universitas Sumatera Utara
METODE PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan,
Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara untuk
pengujian sifat anatomi dan fisis, serta untuk pengujian sifat mekanis (sampel
pengujian dikirim) dilakukan di Laboratorium Keteknikan Kayu Departemen
Hasil Hutan Institut Pertanian Bogor. Pelaksanaan penelitian ini dimulai dari
bulan Februari sampai September 2011.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu E. urophylla umur
7 tahun yang diambil dari PT Toba Pulp Lestari, Kecamatan Jona Hisaran,
Kabupaten Tobasa (Gambar 1). Sedangkan bahan kimia yang digunakan adalah
aquades, safranin, larutan H2O2 dan CH3COOH, alkohol 97%, kertas saring dan
pH meter.
Gambar 1. Pohon E. Urophylla di Sektor Aek Nauli
Universitas Sumatera Utara
Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah oven, timbangan
elektrik, caliper, mesin serut single dan double planner, amplas, lup pembesaran
10x, band saw, pisau, cawan petri, tabung reaksi, pipet tetes, penangas, plastik,
preparat, mikroskop elektron, Universal Testing Machine, kipas angin, corong dan
gelas ukur untuk proses penyaringan, label nama, dan alat tulis.
Prosedur Penelitian
Pengambilan bahan dan pembuatan contoh uji
Bahan diambil dari PT Toba Pulp Lestari, sebanyak tiga pohon
E. urophylla umur 7 tahun dengan ukuran diameter bagian pangkal 18 cm, tengah
16 cm dan ujung 13 cm. Contoh uji diambil dari tiga bagian batang pohon, yaitu
bagian pangkal, tengah, dan bagian ujung. Pengambilan contoh uji berdasarkan
variasi kedalaman (arah horizontal) yaitu pada bagian dekat hati (empulur), tengah
dan dekat kulit (Gambar 2).
Ujung
1m
2,2 m
Sampel
0,2m
Tengah
Sampel
Tinggi bebas
cabang 7 m
1m
2,2m
0,2m
Pangkal
2,5m
Sampel
1m
1,1 m
Gambar 2. Pengambilan Kayu Berdasarkan Ketinggian Pohon (Arah Vertikal)
Universitas Sumatera Utara
Keterangan:
k
k : dekat kulit
t
h
t : tengah
h : dekat hati
Gambar 3. Pengambilan Contoh Uji Berdasarkan Variasi Kedalaman (Arah
Horizontal)
Setiap parameter pengujian, contoh uji diambil dari 3 batang pada bagian
vertikal (ketinggian) dan horizontal (kedalaman) batang. Untuk pengujian sifat
anatomi contoh uji berukuran 2 cm x 2 cm x 10 cm. Sifat anatomi yang diuji
meliputi makroskopis dan mikroskopis. Namun serat dilihat melalui maserasi.
Untuk pengujian sifat fisis contoh uji berukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm. Sifat fisis
yang diuji meliputi kadar air, kerapatan dan kembang susut. Untuk pengujian sifat
mekanis contoh uji berukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm. Sifat mekanis yang diuji
meliputi MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture).
Pengujian Sifat Anatomis
Pengamatan dilakukan pada masing-masing contoh uji dengan ukuran
2 cm x 2 cm x 10 cm pada kadar air kering udara yang diambil dari setiap batang
pada arah horizontal dan vertikal batang, dengan menggunakan lup pembesaran
10 x. Pengamatan meliputi kilap kayu, warna kayu, pori-pori, parenkim, dan arah
serat. Pengujian sifat anatomi batang ini berdasarkan Mandang dan Pandit (1997).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4. Contoh Uji Pengujian Sifat Anatomi Kayu
Maserasi
a. Proses Pemisahan serat (maserasi)
Proses maserasi serat dilakukan berdasarkan metode Franklin yang juga
digunakan oleh Forest Product Laboratory (FPL), yaitu dengan menggunakan
bahan pereaksi campuran H2O2 dan CH3COOH dengan perbandingan 2 : 1 dan
dipanaskan pada suhu 1200C selama 7 jam.
Kayu E. urophylla dipotong sebesar korek api, kemudian dimasukkan ke
dalam tabung reaksi. Contoh uji ditetesi kedalamnya larutan H2O2 dan CH3COOH
dengan perbandingan 2 : 1 sampai kayu terendam dan dimasukkan ke dalam gelas
ukur. Gelas ukur diisi dengan air hingga potongan mulai terendam semua. Contoh
uji dipanaskan diatas penangas selama 7 jam atau sampai serat terpisah. Tabung
reaksi diangkat dan dikocok agar serat dapat terpisah secara sempurna. Contoh uji
disaring menggunakan kertas saring dan dibilas dengan menggunakan alkohol
97% sebanyak 100 ml. Contoh uji dibilas dengan aquades hingga pH netral dan
serat dipindahkan kedalam cawan petri. Serat tersebut ditetesi dengan safranin
untuk pewarnaan agar mudah pada pengukuran dimensi.
Universitas Sumatera Utara
b. Pengukuran Dimensi Serat
1. Dimensi serat yang diukur sebanyak 150 serat pada bagian pangkal, tengah
dan ujung. Dimensi serat yang diukur adalah panjang serat, diameter serat,
tebal dinding serat, dan diameter lumen.
Keterangan :
L : Panjang serat
D :Diameter serat
I
: Diameter lumen
W : Tebal dinding serat
Gambar 5. Dimensi serat
2. Tebal dinding serat dihitung dengan rumus:
W=
D−I
2
(Husein, 2004)
Gambar 6. Serat Terpisah
Universitas Sumatera Utara
Pengujian Sifat Fisis
Pengujian sifat-sifat fisis kayu ekaliptus menggunakan standar British
Standard 373-1975 meliputi : kadar air dan penyusutan pada 3 arah (radial,
tengensial dan longitudinal) yang diambil dari masing-masing bagian batang
berdasarkan ketinggian pohon dan variasi kedalaman. Contoh uji dapat dilihat
pada Gambar 7.
Gambar 7.Contoh Uji Pengujian Sifat Fisis Kayu
a. Kadar air
Kadar air adalah jumlah air yang terdapat pada kayu dibagi dengan berat
kering tanur (BKT) dan dinyatakan dalam persen. Cara penentuan kadar air adalah
contoh uji kadar air diambil dari setiap batang pada arah horizontal dan vertikal
batang dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm. Contoh uji ditimbang untuk
menentukan berat awalnya sebelum dikering udarakan dengan menggunakan
kipas angin selama ± 3 minggu. Contoh uji kemudian dikeringkan dalam tanur
pada 103±2oC selama 24 jam untuk mengeluarkan semua air, kemudian ditimbang
lagi hingga beratnya konstan. Dihitung kadar air dengan rumus :
Universitas Sumatera Utara
KA basah =
BA − BKO
x100%
BKO
Keterangan:
KA : Kadar air
BA
: Berat awal
BKO : Berat kering oven
KA KU =
BKU − BKO
x100%
BKO
Keterangan:
BKU : Kering Udara
BKU : Berat kering udara
BKO : Berat kering oven
b. Kerapatan
Kerapatan merupakan perbandingan massa kayu dengan volume kayu.
Cara penentuan kerapatan yaitu contoh uji diambil dari setiap batang pada variasi
ketinggian dan variasi kedalaman dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm. Contoh uji
dikering udarakan dengan kipas kemudian ditimbang beratnya (berat kering
udara) dan diukur dimensinya. Dihitung volume kering udara. Kemudian dihitung
kerapatan kayu dengan rumus:
Kerapatan Kayu (gr/cm3) =
Berat (gram )
Volume cm 3
(
)
c. Penyusutan
Penyusutan pada kayu dikarenakan adanya molekul-molekul air yang
terlepas dari dinding-dinding sel pada kayu, penyusutan kayu ini terjadi apabila
kayu dibawah titik jenuh serat. Contoh uji dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm
Universitas Sumatera Utara
ukur dimensinya pada 3 arah (radial, tangensial, dan longitudinal). Contoh uji
dikering udarakan dengan menggunakan kipas angin selama ± 3 minggu dan
dihitung lagi dimensinya. Contoh uji kering udara masukan ke dalam oven pada
suhu 103 ± 2 oC selama 24 jam kemudian ukur dimensinya. Penyusutan dapat
dihitung dengan rumus :
Penyusutan(%) =
Dimensi awal − Dimensi akhir
x100%
Dimensi awal
Pengujian Sifat Mekanis
Pengujian sifat mekanis menggunakan standar Birtish Standard 373-1975
Standard Test for Small Clear Specimen. Gambar sampel sifat mekanis meliputi
pengujian sifat keteguhan lentur dan keteguhan patah pada Gambar 8.
Gambar 8. Contoh Uji Pengujian Sifat Mekanis Kayu
a. Keteguhan lentur (Modulus of Elasticity)
Pengujian keteguhan lentur (Modulus of Elasticity) dilakukan bersamasama dengan pengujian keteguhan patah dengan memakai contoh uji yang sama
dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm. Besarnya defleksi yang terjadi pada saat
Universitas Sumatera Utara
pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu. Nilai MOE dihitung dengan
rumus:
∆P.L
4.∆Y .b.d 3
MOE : Modulus lentur (kg/cm2)
3
MOE =
∆P
: Beban sebelum batas proporsi (kg)
L
: Jarak sangga (cm)
∆Y
: Lenturan pada beban (cm)
b
: Lebar contoh uji (cm)
d
: Tebal contoh uji (cm)
B. Keteguhan patah (Modulus of Rupture)
Pengujian keteguhan patah (Modulus of rupture) dilakukan dengan
menggunakan Universal Testing Machine dengan menggunakan lebar bentang
(jarak penyangga) 15 kali tebal nominal. Nilai MOR dihitung dengan rumus :
3.P.L
MOR =
2.b.d 2
MOR : Modulus patah (kg/cm2)
P
: Beban Maksimum (kg)
L
: Jarak sangga (cm)
b
: Lebar contoh uji (cm)
d
: Tebal contoh uji (cm)
Contoh uji yang digunakan berukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm pada kondisi
kering udara dengan pola pembebanan disajikan pada Gambar 9:
Gambar 9. Pengujian Modulus Patah dan Modulus Elastisitas
Universitas Sumatera Utara
Analisa Data
Dari pengujian sifat fisis dan mekanis yang telah dilakuan, selanjutnya
data-data tersebut diolah dengan menggunakan model rancangan tersarang,
dimana taraf faktor B (kedalaman) tersarang pada taraf faktor A (ketinggian)
yaitu:
1.
Variasi Ketinggian (faktor A)
a. A1 : Pangkal
b. A2 : Tengah
c. A3 : Ujung
2.
Variasi Kedalaman (faktor B) merupakan bagian tersarang pada variasi
ketinggian (faktor A)
a. B1 : Kulit
b. B2 : Tengah
c. B3 : Empulur
Dengan demikian akan diperoleh perlakuan yaitu :
A = A1B1, A1B2, A1B3
B = A2B1, A2B2, A2B3
C = A3B1, A3B2, A3B3
Model rancangan statistik yang digunakan adalah model rancangan tersarang
(Sastrosupadi, 2000) sebagai berikut :
Yijk
= µ + Ti + ßj(i) +
(ij)k
Dimana:
Yijk
= nilai pengamatan faktor ketinggian taraf ke-i dan faktor kedalaman taraf
ke-j pada ulangan ke-k
µ
= Rata-rata umum
Ti
= Pengaruh faktor A (ketinggian) ke-i
Universitas Sumatera Utara
ßj(i)
=Pengaruh faktor B (kedalaman) ke-j yang tersarang pada faktor A
(ketinggian) ke-i
(ij)k
= Galat percobaan
Untuk melihat adanya pengaruh perlakuan terhadap respon maka
dilakukan analisis sidik ragam berupa uji F pada tingkat kepercayaan 95% (nyata).
Dengan hipotesis yang diuji adalah :
H1
:
perbedaan variasi kedalaman yang tersarang dalam variasi ketinggian kayu
E. Urophylla berpengaruh nyata.
Ho :
tidak ada perbedaan antara variasi kedalaman yang tersarang pada variasi
ketinggian kayu E. Urophylla.
Uji F dilakukan untuk mengetahui perlakuan yang berbeda nyata satu
dengan lainnya. Jika F hitung lebih kecil dari F tabel, maka perlakuan tidak
berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan tertentu, dan jika F-hitung
lebih besar dari F tabel maka perlakuan mempengaruhi sifat-sifat dasar kayu E.
urophylla.
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ciri-ciri umum
Pengamatan menggunakan lup dengan pembesaran 10x dilakukan pada
penampang batang kayu E. urophylla berdasarkan variasi ketinggian dan kedalaman
batang. Sifat anatomi batang kayu E. urophylla berdasarkan variasi ketinggian dan
kedalaman batang yang diamati meliputi warna, kilap kayu, arah serat, bau dan rasa dan
kekerasan kayu. Ciri-ciri umum kayu E. Urophylla dapat dilihat pada tabel 4 di bawah ini.
Tabel 4. Ciri-ciri Umum Kayu E. urophylla
No
Ciri umum
Keterangan
1.
Warna
2.
3.
Kilap
Arah serat
Kesan raba
Bau dan rasa
Kekerasan
Warna kuning kecoklatan dan tidak ada perbedaan warna yang
mencolok pada segmen ketinggian kayu.
Tidak mengkilap dan tidak dapat memantulkan cahaya.
Memiliki serat yang lurus sampai berombak.
Kesan raba agak halus
Tidak memiliki bau dan rasa yang khas.
Agak keras sampai keras
4.
5.
Kayu E. urophylla secara umum memiliki ciri-ciri berwarna kuning kecoklatan.
Tidak ada perbedaan warna yang mencolok pada segmen ketinggian (pangkal, tengah,
ujung) memiliki warna yang hampir sama. Permukaan kayu E. urophylla tidak mengkilap
dan tidak dapat memantulkan cahaya. Ini disebabkan oleh kandungan lilin pada
permukaan kayu E. urophylla tidak begitu nampak. Suatu jenis kayu dikatakan
mengkilap, jika permukaan kayu tersebut bersifat memantulkan cahaya (Mandang dan
Pandit, 1997).
Kayu E. urophylla memiliki arah serat yang lurus sampai berombak. Serat E.
urophylla tampak jelas dengan pengamatan menggunakan lup dengan perbesaran 10x.
Kayu dikatakan berserat lurus jika pembuluh dan sel-sel aksial lainnya membentang
Universitas Sumatera Utara
searah dengan sumbu batang, dan serat dikatakan berombak jika sel-sel aksial tersusun
berbelok-belok kearah longitudinal. Arah serat pada sepotong kayu mudah ditetapkan
berdasarkan arah sel-sel pembuluh yang pada permukaan kayu tampak seperti goresangoresan (Mandang dan Pandit, 1997).
Kayu E. urophylla memiliki kesan raba agak halus. Halus atau tidaknya kesan
raba suatu jenis kayu tergantung dari tekstur kayu, besar kecilnya air yang dikandung,
dan kadar zat ekstraktif didalam kayu (Dumanauw, 1990).
Kayu E. urophylla tidak memiliki bau dan rasa yang khas pada bagian batang.
Menurut Damanik (2009) bahwa kandungan minyak atsiri pada kayu
E. Urophylla
dominan pada daun, adapun pada kulit dan ranting sangat kecil sekali, hal ini yang
menyebabkan bahwa kayu E. Urophylla tidak memiliki bau dan rasa yang khas pada
bagian batang. Mandang dan Pandit (1997) menyatakan kebanyakan bau pada kayu
sukar diterangkan. Hanya beberapa diantaranya yang mempunyai bau yang mudah
dikenal.
Kayu E. urophylla memiliki kelas kekerasan agak keras sampai keras, ditandai
pada saat penyayatan pada arah melintang kayu. Kayu E. urophylla agak susah pada saat
disayat dan juga tidak meninggalkan bekas pada saat ditekan dengan kuku. Hal ini sesuai
dengan pernyataan Mandang dan Pandit (1997), yang menyatakan bahwa kayu ekaliptus
tergolong kayu yang agak keras sampai keras.
Universitas Sumatera Utara
Sifat Anatomi
Pengamatan makroskopis
1. Pembuluh atau pori-pori
E. urophylla memiliki pembuluh atau pori-pori soliter, berganda radial
2, dan
berkelompok tangensial. Gambar 10 menunjukkan penyebaran pembuluh atau pori-pori
pada kayu E. urophylla.
Parenkim
Pori berganda 2
Pori soliter
Jari-jari
Berkelompok
t
i l
Gambar 10. Penyebaran Pori-pori Batang Kayu E. urophylla (Perbesaran 10x)
2.
Parenkim
Pengamatan menggunakan lup dengan pembesaran 10x, dapat dilihat bahwa
parenkim batang kayu E. urophylla berbent
Eucalyptus urophylla UMUR 7 TAHUN
SKRIPSI
JULUS NAINGGOLAN
051203036
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVESITAS SUMATERA UTARA
2011
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
: Kajian Beberapa Sifat Dasar Kayu Eucalyptus urophylla
tahun
Nama
Umur 7
: Julus Nainggolan
NIM
: 051203036
Departemen
Program Studi
: Kehutanan
: Teknologi Hasil Hutan
Disetujui oleh,
Komisi Dosen Pembimbing
Evalina Herawati, S.Hut, M.Si
Ridwanti Batuibara, S.Hut, MP
Ketua
Anggot
Diketahui
Siti Latifah, S.Hut, M.Si, Ph.D
Ketua Program Studi
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan segala berkat dan karunia-Nya sehingga hasil penelitian yang berjudul ”
Kajian Beberapa Sifat Dasar Kayu Eucalyptus urophylla umur 7 tahun berhasil
diselesaikan dengan baik dan tepat waktu.
Terima kasih disampaikan kepada Ibu Evalina Herawati, S.Hut, M.Si. dan Ibu
Ridwanti Batubara, S.Hut, M.Si. selaku komisi pembimbing yang telah banyak
mengarahkan dan memberikan saran kepada penulis dalam menyelesaikan hasil
penelitian ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada orangtua dan saudarasaudara atas dukungan dan doanya kepada penulis serta teman-teman yang membantu
dalam penulisan usulan penelitian ini.
Penulis menerima kritik dan saran yang membangun dari pembaca untuk
penyempurnaan di masa yang akan datang.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat dan memberi kontribusi yang baru
khususnya dalam bidang kehutanan dan bidang pendidikan dalam penelitian-penelitian
ilmiah.
Medan, Desember 2011
Julus Nainggolan
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRACT............................................................................................................... i
ABSTRAK................................................................................................................. ii
KATA PENGANTAR .................................................................................................. iii
DAFTAR ISI.............................................................................................................. iv
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... vi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ vii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ............................................................................................ 1
Tujuan ........................................................................................................ 2
Manfaat Penelitian ..................................................................................... 3
Hipotesis Penelitian .................................................................................... 3
TINJUAN PUSTAKA
Kayu Ekaliptus urophylla ............................................................................. 4
Sifat Umum Kayu ........................................................................................ 5
Sifat Anatomi Kayu ..................................................................................... 8
Sifat Fisis Kayu ............................................................................................ 10
Sifat Mekanis Kayu ..................................................................................... 13
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat ..................................................................................... 16
Universitas Sumatera Utara
Bahan ........................................................................................................ 16
Alat............................................................................................................ 17
Prosedur Penelitian .................................................................................... 17
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ciri Umum Kayu .......................................................................................... 27
Sifat Anatomi .............................................................................................. 28
Sifat Fisis .................................................................................................... 33
Sifat Mekanis .............................................................................................. 44
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan................................................................................................. 47
Saran .......................................................................................................... 47
DAFTAR PUSTAKA
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Klasifikasi Panjang Serat................................................................................. 7
2.
Klasifikasi Diameter Serat .............................................................................. 7
3.
Kelas Kekuatan Kayu ...................................................................................... 15
4.
Ciri Umum Kayu E. urophylla.......................................................................... 27
5.
Nilai Serat Kayu E. Urophylla .......................................................................... 31
6.
Nilai Kadar Air Basah Batang E. urophylla ....................................................... 33
7.
Nilai Kadar Air Kering Udara Batang E. urophylla ........................................... 34
8.
Nilai Kadar Air Kayu Cepat Tumbuh................................................................ 35
9.
Nilai Kerapatan Kering Udara Batang E. urophylla .......................................... 36
10.
Nilai Susut Radial Basah Batang E. urophylla .................................................. 37
11.
Nilai Susut Radial Kering Udara Batang E. urophylla ....................................... 38
12.
Nilai Susut Tangensial Basah Batang E. urophylla ........................................... 38
13.
Nilai Susut Tangensial Kering Udara Batang E. urophylla ............................... 39
14.
Nilai Susut Longitudinal Basah Batang E. urophylla........................................ 40
15.
Nilai Susut Longitudinal Kering Udara Batang E. urophylla ............................. 40
16.
Nilai MOE Batang Batang E. urophylla ............................................................ 42
17.
Nilai MOR Batang Batang E. urophylla............................................................ 43
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Pohon E. Urophylla di Sektor Aek Nauli .......................................................... 16
2.
Pengambilan Kayu Berdasarkan Ketinggian Pohon (Arah Vertikal).................. 17
3.
Pembagian Contoh Uji Berdasarkan Variasi Kedalaman
(Arah Horizontal) ........................................................................................... 18
4.
Contoh Uji Untuk Pengujian Sifat Anatomi Kayu............................................. 19
5.
Dimensi Serat ................................................................................................ 20
6.
Serat Terpisah................................................................................................ 20
7.
Contoh Uji Pengujian Sifat Fisis Kayu.............................................................. 21
8.
Contoh Uji Pengujian Sifat Mekanis Kayu ....................................................... 23
9.
Pengujian Modulus Patah dan Modulus Elastisitas ......................................... 24
10.
Penyebaran Pori-pori Batang Kayu E. urophylla.............................................. 29
11.
Serat Kayu E. urophylla .................................................................................. 30
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Dimensi Serat Bagian Pangkal ........................................................................ 47
2.
Dimensi Serat Bagian Tengah ......................................................................... 48
3.
Dimensi Serat Bagian Ujung ........................................................................... 49
4.
Hasil Rata-rata Kadar Air Kayu E. Urophylla .................................................... 50
5.
Analisis Sidik Ragam Kadar Air Basah Kayu E. urophylla .................................. 51
6.
Analisis Sidik Ragam Kadar Air Kering Udara Kayu E. urophylla ....................... 52
7.
Hasil Rata-rata Kerapatan Kering Udara Kayu E. urophylla.............................. 53
8.
Analisis Sidik Ragam Kerapatan Kering Udara Kayu E. urophylla ..................... 54
9.
Hasil Rata-rata Penyusutan Kayu E. Urophylla ................................................ 55
10.
Analisis Sidik Ragam Susut Radial Basah Kayu E. urophylla ............................. 56
11.
Analisis Sidik Ragam Susut Radial Kering Udara Kayu E. Urophylla .................. 56
12.
Analisis Sidik Ragam Susut Tangensial Basah Kayu E. Urophylla...................... 57
13.
Analisis Sidik Ragam Susut Tangensial Kering Udara Kayu
E. Urophylla ................................................................................................... 58
14.
Analisis Sidik Ragam Susut Longitudinal Basah Kayu E. Urophylla ................... 59
15.
Analisis Sidik Ragam Susut Longitudinal Kering Udara Kayu
E. Urophylla ................................................................................................... 60
16.
Hasil Rata-rata Sifat Mekanis Kayu E. Urophylla ............................................. 61
17.
Analisis Sidik Ragam MOE Kayu E. Urophylla .................................................. 62
18.
Analisis Sidik Ragam MOR Kayu E. Urophylla .................................................. 62
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
JULUS NAINGGOLAN. Several Studies of Properties Eucalyptus urophylla 7th. supervised
by EVALINA HERAWATI and RIDWANTI BATUBARA.
The main objective of this research to evaluate anatomical, physical, and
mechanical properties of Eucalyptus urophylla 7th as vertically and horizontally.
Anatomical properties of E. urophylla was had solitary cylindrical pores, multiple radial
and tangential groups. The general characteristic of E. urophylla were yellow, not shiny,
the fiber course were straight until wavy, the touch impression was likely soft, did not
had a smell and taste. Average of fiber length E. urophylla was 1095.3 μ, fiber diameter
were 435.6, lumen diameter were 198.8 μ, wall thickness 119.2 μ fiber. Density of E.
urophylla were 0.40 until 0.57 g/cm3 were included strength class III-IV can be used for
light construction. The wet moisture content of E. urophylla ranged from 47.38 to
84.93%, and air moisture content ranged from 12.57 to 14.19%. average value of wet
shrinkage at radial were 5.28%, tangential were 6.86%, and longitudinal were 0.28%.
Average value of air dry shrinkage at radial were 2.22%, tangential were 2.62%, and the
longitudinal were 0.12%. The value of MOE were 6.72 x104 kg/cm2 and MOR were
417.20 kg/cm2 included strength class IV.
Key words: Eucalyptus urophylla, anatomical properties, physical properties, mechanical
properties.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
JULUS NAINGGOLAN. Kajian Beberapa Sifat Dasar Eucalyptus urophylla Umur 7 Tahun.
Dibimbing oleh EVALINA HERAWATI dan RIDWANTI BATUBARA.
Tujuan penelitian ini untuk mengevaluasi sifat anatomi, fisis, dan mekanis kayu
Eucalyptus urohylla umur 7 tahun secara vertikal dan horizontal. Sifat anatomi kayu E.
urophylla mempunyai pori-pori berbentuk soliter, berganda radial dua dan berkelompok
tangensial. Ciri umum kayu E. urophylla berwarna kuning kecoklatan, tidak mengkilap,
arah seratnya lurus hingga berombak, kesan raba agak halus, tidak memiliki bau dan
rasa yang khas. Panjang serat kayu E. urophylla rata-rata 1095,3 µ, diameter serat 435,6
µ, diameter lumen 198,8 µ, tebal dinding serat 119,2 µ. Kerapatan kayu E. urophylla
adalah 0,40-0,57 g/cm3 termasuk kelas kuat III-IV jadi dapat digunakan untuk konstruksi
ringan. Kadar air basah kayu E. urophylla berkisar 47,38–84,93%, dan kadar air kering
udara berkisar 12,57– 14,19%. Nilai rata-rata susut basah pada bidang radial 5,28%,
bidang tangensial 6,86%, dan bidang longitudinal 0,28%. Nilai rata-rata susut kering
udara pada bidang radial 2,22%, bidang tangensial 2,62%, dan bidang longitudinal
0,12%. Nilai MOE adalah 6,72x104 kg/cm2 dan nilai MOR 417,20 kg/cm2 termasuk kelas
kuat IV.
Kata kunci :
Kayu Eucalyptus urophylla, sifat anatomi, sifat fisis, sifat mekanis.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
JULUS NAINGGOLAN. Several Studies of Properties Eucalyptus urophylla 7th. supervised
by EVALINA HERAWATI and RIDWANTI BATUBARA.
The main objective of this research to evaluate anatomical, physical, and
mechanical properties of Eucalyptus urophylla 7th as vertically and horizontally.
Anatomical properties of E. urophylla was had solitary cylindrical pores, multiple radial
and tangential groups. The general characteristic of E. urophylla were yellow, not shiny,
the fiber course were straight until wavy, the touch impression was likely soft, did not
had a smell and taste. Average of fiber length E. urophylla was 1095.3 μ, fiber diameter
were 435.6, lumen diameter were 198.8 μ, wall thickness 119.2 μ fiber. Density of E.
urophylla were 0.40 until 0.57 g/cm3 were included strength class III-IV can be used for
light construction. The wet moisture content of E. urophylla ranged from 47.38 to
84.93%, and air moisture content ranged from 12.57 to 14.19%. average value of wet
shrinkage at radial were 5.28%, tangential were 6.86%, and longitudinal were 0.28%.
Average value of air dry shrinkage at radial were 2.22%, tangential were 2.62%, and the
longitudinal were 0.12%. The value of MOE were 6.72 x104 kg/cm2 and MOR were
417.20 kg/cm2 included strength class IV.
Key words: Eucalyptus urophylla, anatomical properties, physical properties, mechanical
properties.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
JULUS NAINGGOLAN. Kajian Beberapa Sifat Dasar Eucalyptus urophylla Umur 7 Tahun.
Dibimbing oleh EVALINA HERAWATI dan RIDWANTI BATUBARA.
Tujuan penelitian ini untuk mengevaluasi sifat anatomi, fisis, dan mekanis kayu
Eucalyptus urohylla umur 7 tahun secara vertikal dan horizontal. Sifat anatomi kayu E.
urophylla mempunyai pori-pori berbentuk soliter, berganda radial dua dan berkelompok
tangensial. Ciri umum kayu E. urophylla berwarna kuning kecoklatan, tidak mengkilap,
arah seratnya lurus hingga berombak, kesan raba agak halus, tidak memiliki bau dan
rasa yang khas. Panjang serat kayu E. urophylla rata-rata 1095,3 µ, diameter serat 435,6
µ, diameter lumen 198,8 µ, tebal dinding serat 119,2 µ. Kerapatan kayu E. urophylla
adalah 0,40-0,57 g/cm3 termasuk kelas kuat III-IV jadi dapat digunakan untuk konstruksi
ringan. Kadar air basah kayu E. urophylla berkisar 47,38–84,93%, dan kadar air kering
udara berkisar 12,57– 14,19%. Nilai rata-rata susut basah pada bidang radial 5,28%,
bidang tangensial 6,86%, dan bidang longitudinal 0,28%. Nilai rata-rata susut kering
udara pada bidang radial 2,22%, bidang tangensial 2,62%, dan bidang longitudinal
0,12%. Nilai MOE adalah 6,72x104 kg/cm2 dan nilai MOR 417,20 kg/cm2 termasuk kelas
kuat IV.
Kata kunci :
Kayu Eucalyptus urophylla, sifat anatomi, sifat fisis, sifat mekanis.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Peningkatan pemanfaatan kayu yang berasal dari hutan baik secara legal
maupun ilegal, merupakan salah satu dampak dari peningkatan pertumbuhan
penduduk yang semakin cepat (Iskandar, 2001 dalam Reagan, 2007). Peningkatan
aktivitas tersebut menyebabkan kondisi hutan semakin rusak, akibat maraknya
kegiatan ilegal logging atau pencurian kayu. Hutan alam tidak mampu lagi
memenuhi kebutuhan kayu, kondisi demikian akan mengancam keberadaan
industri-industri perkayuan di Indonesia. Untuk mengatasi hal tersebut, salah satu
alternatif pemecahannya yaitu dengan pengembangan Hutan Tanaman Industri
(HTI).
Pengembangan HTI di PT.Toba Pulp Lestari Propinsi Sumatera Utara
telah dimulai sejak enam belas tahun yang lalu, dengan konsesi hutan seluas
269.000 ha namun baru 84.000 ha yang dimanfaatkan dan 60.000 ha diantaranya
berupa HTI. Jenis utama kayu yang ditanam adalah Eucalyptus sp (Damanik,
2006 dalam Sihite, 2008).
Salah satu jenis pohon yang dipandang memiliki prospek yang baik untuk
dikembangkan dalam program HTI adalah E. Urophylla S. T. Blake. Jenis pohon
ini merupakan salah satu jenis komersial yang secara alami terdapat di pulaupulau Timur, Flores, Alor, Pantar dan Wetar. Termasuk jenis cepat tumbuh,
dengan kegunaannya antara lain untuk kayu pertukangan, kayu lapis, pulp dan
kertas (Mashari, 1994).
Kayu E. urophylla banyak digunakan untuk bangunan berat dan ringan,
kayu lapis, pulp dan kertas (Djapilus dan Suhaendi, 1978 dalam Utomo, 2008).
Universitas Sumatera Utara
Dalam program reboisasi dan penghijauan nasional jenis ini termasuk salah satu
dari yang diprioritaskan penanamannya pada hutan serbaguna dan hutan rakyat
untuk bahan baku bangunan dan kayu bakar pada lahan kritis.
Pemanfaatan suatu bahan kayu akan dapat dilakukan secara maksimal bila
sifat-sifat dasar kayu tersebut diketahui secara rinci. Menurut Dumanauw (1990)
sebelum kayu dipergunakan sebagai bahan bangunan, industri kayu maupun untuk
membuat perabot, sifat-sifat dasar kayu harus diketahui. Sifat dasar dimaksud
antara lain yang bersangkutan dengan sifat-sifat anatomi, sifat-sifat fisis, sifat-sifat
mekanis dan sifat-sifat kimia lainnya. Dari sifat dasar tersebut dapat diketahui
apakah E. urophylla dapat digunakan sebagai bahan bangunan dan industri atau
tidak. Jadi, sifat dasar ini penting dipahami agar di dalam proses pengolahan,
pengangkutan maupun penggunaannya dapat dilakukan secara seksama sehingga
tidak terjadi pengorbanan bahan, waktu, tenaga dan biaya yang sia-sia.
Berdasarkan uraian di atas, untuk mengetahui sifat-sifat kayu yang
mendukung berbagai penggunaan kayu E. urophylla maka dilakukan penelitian
mengenai “Kajian Beberapa Sifat Dasar Kayu E. urophylla Umur 7 Tahun. Kayu
E. urophylla termasuk tanaman fast growing (tanaman yang cepat tumbuh),
dimana kayu E. urophylla 6-7 tahun sudah dapat dipanen. Pemanfaatan kayu ini
diharapkan dapat menjadi pengganti keberadaan kayu-kayu yang selama ini
digunakan sebagai bahan baku pembuatan konstruksi dan meubel di industri
pengolahan kayu.
Universitas Sumatera Utara
Tujuan Penelitian
1. Mengetahui sifat umum dan sifat anatomi kayu E. urophylla umur 7 tahun.
2. Mengetahui sifat fisis kayu E. urophylla berdasarkan variasi letak dalam
batang yang meliputi: kadar air, kerapatan, dan penyusutan.
3. Mengetahui sifat mekanis kayu E. urophylla yang meliputi MOE
(Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture).
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah tersedianya data mengenai sifat
dasar kayu E. urophylla yang dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan dalam
pemanfaatannya.
Hipotesis Penelitian
Hipotesis dalam penelitian ini adalah terdapat pengaruh variasi secara
horizontal (ke arah dalam batang) dan vertikal (ketinggian batang) terhadap sifat
anatomi, fisis, dan mekanis kayu E. urophylla.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Kayu Eucalyptus urophylla
Menurut Djapilus dan Suhaendi (1978) dalam Utomo (2008) E. urophylla
termasuk dalam famili Myrtaceae, terdiri atas 500 jenis dan 138 varietas. Pohon
ekaliptus pada umumnya mempunyai batang yang lurus, tinggi dan tidak banyak
cabangnya.
Menurut Anonymous (1980) dalam Utomo (2008) E. urophylla adalah
jenis asli Indonesia dengan penyebaran alami di Nusa Tenggara Timur dan Timor
Timur. Sekitar tahun 1890 ahli-ahli kehutanan Belanda telah mengumpulkan biji
ekaliptus dari Nusa Tenggara (Pulau Flores, Timor dan lain-lain), kemudian
ditanam di beberapa tempat di Pulau Jawa. Sisa tanaman E. urophylla (diberi label
"E. Alba") yang terdapat di Kebun Raya Bogor.
Sistematika E. urophylla dalam dunia tumbuhan sebagai berikut :
Divisio
: Spermathophyta
Sub Divisio
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledon
Ordo
: Myrtales
Family
: Myrtaceae
Genus
: Eucalyptus
Spesies
: Eucalyptus urophylla (Mashari, 1994).
Hampir semua jenis ekaliptus beradaptasi dengan iklim musim. E.
urophylla secara alami tumbuh di lereng-lereng gunung dan lembah.
Perkembangan paling baik bila tumbuh pada tanah-tanah yang dalam dan lembab,
drainase tanah yang baik yaitu tanah-tanah yang berasal dari batuan vulkanik dan
Universitas Sumatera Utara
metamorf, tetapi jarang tumbuh pada batuan kapur (Fakultas Kehutanan IPB, 1980
dalam Mashari, 1994).
Pertumbuhan riap E. urophylla sangat tinggi. Tinggi pohon dapat
mencapai 40 meter dan rata-rata bebas cabang 25 meter. Diameternya bisa
mencapai 100 cm atau lebih dan tidak berbanir, kulit luar biasanya coklat muda
sampai coklat, keadaan kulit licin dan mengelupas memanjang tidak teratur
(Departemen Pertanian RI,1980 dalam Sihite, 2008).
E. urophylla digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp dan kayu
lapis serta kayu gergajian lainnya. E. urophylla juga tergolong kayu yang awet
dan kuat yang dapat digunakan untuk penopang bahan yang berat seperti bantalan
kereta api dan bahan bangunan lainnya (Departemen Kehutanan RI, 1992 dalam
Sihite, 2008).
Sifat Umum Kayu
a. Warna kayu
Ada beraneka macam, antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat
muda, coklat tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain sebagainya. Hal ini
disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda. Warna dari
suatu jenis kayu dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut: tempat di dalam
batang, umur pohon, kelembaban udara. Kayu teras umumnya memiliki warna
yang lebih jelas atau lebih gelap daripada warna bagian kayu yang ada di sebelah
luar kayu teras, yaitu kayu gubal. Kayu pohon yang lebih tua dapat lebih gelap
dari kayu pohon yang lebih muda dari jenis yang sama. Kayu yang kering berbeda
pula warnanya dengan dari kayu yang basah. Kayu yang lama berada di luar dapat
Universitas Sumatera Utara
lebih gelap, dapat juga lebih pucat daripada kayu yang segar dan kering udara
(Dumanauw, 1990).
b. Kilap kayu
Suatu jenis kayu dikatakan mengkilap jika permukaannya dapat
memantulkan cahaya. Ada jenis-jenis kayu yang kusam, ada yang agak mengkilap
dan ada pula yang sangat mengkilap tanpa dipolitur. Kilap pada kayu tidak ada
hubungannya dengan tekstur. Kayu yang mempunyai tekstur halus belum tentu
mengkilap (Mandang dan Pandit, 1997).
c.
Arah serat
Pengertian arah serat pada kayu sebenarnya adalah arah seluruh sel-sel
aksial pada suatu lapisan kayu terhadap sumbu batang pohon atau terhadap arah
sel-sel aksial dari lapisan kayu di sebelah luar dan sebelah dalam lapisan kayu
yang bersangkutan. Arah serat pada sepotong kayu mudah ditetapkan berdasarkan
arah sel-sel pembuluh yang pada permukaan kayu tampak seperti goresangoresan. Kayu dikatakan berserat lurus jika pembuluh dan sel-sel aksial lainnya
membentang searah dengan sumbu batang. Kayu dikatakan berserat melintang
jika arah bentangan pembuluh membentuk sudut terhadap sumbu batang pohon.
Serat melintang dapat digolongkan lagi atas:
a. Serat berpadu bila arah letak sel-sel aksial pada suatu lapisan kayu
berbeda dengan arah sel-sel serupa pada lapisan kayu berikutnya.
b. Serat terpilin jika sel-sel aksial mengelilingi sumbu batang pohon seperti
spiral.
c. Serat berombak atau serat bergelombang jika sel-sel aksial tersusun
berbelok-belok ke arah longitudinal.
Universitas Sumatera Utara
d. Serat miring jika sel-sel aksial pada sebilah papan atau balok membentuk
sudut terhadap salah satu sisinya (Mandang dan Pandit, 1997).
Casey (1960)
dalam Panggabean (2008)
mengklasifikasikan serat
berdasarkan panjang serat (Tabel 1) dan berdasarkan diameter serat (Tabel 2).
Tabel 1. Klasifikasi Panjang Serat
No
Golongan
1
Pendek
2
Sedang
3
Panjang
Sumber Casey (1960) dalam Panggabean (2008)
Tabel 2. Klasifikasi Diameter Serat
No
Golongan
1
Tipis
2
Sedang
3
Lebar
Sumber Casey (1960) dalam Panggabean (2008)
Panjang serat (µ)
1600
Diameter serat (mm)
0,002 – 0,010
0,010 – 0,025
0,025 – 0,040
d. Kesan raba
Kesan raba dinilai dari licin atau kesat dengan menggosok-gosokkan jari ke
permukaan kayu. Beberapa jenis kayu terasa licin jika diraba. Biasanya kayu yang
mempunyai tekstur halus serta berat jenis tinggi menimbulkan kesan raba yang
licin. Kesan licin dapat pula bertambah jika kayunya memang mengandung
minyak (Mandang dan Pandit, 1997).
e. Bau dan rasa
Bau dan rasa kayu mudah hilang bila kayu itu lama tersimpan di udara
luar. Untuk mengetahui bau dan rasa kayu perlu dilakukan pemotongan atau
sayatan baru pada kayu atau dengan membasahi kayu tersebut. Sebab ada jenisjenis kayu mempunyai bau yang cepat hilang, atau memiliki bau yang cukup
merangsang. Sifat bau dari kayu dapat digambarkan sesuai dengan bau yang
Universitas Sumatera Utara
umum dikenal. Adanya persamaan di antara kesan bau dan rasa disebabkan oleh
adanya hubungan erat yang terdapat pada indera pembau dan indera perasa kita
(Dumanauw, 1990).
f. Kekerasan
Kekerasan kayu merupakan salah satu sifat kayu yang berguna dalam
identifikasi jenis kayu. Tingkat kekerasan dapat digolongkan dari sangat lunak,
lunak, agak lunak, agak keras, keras dan sangat keras. Penetapannya dengan cara
menyayat contoh pada arah tegak lurus serat. Makin keras makin sulit disayat.
Bekas sayatan pun mengkilap. Kekerasan kayu erat hubungannya dengan tebal
relatif dinding serat. Makin tebal dinding serat makin keras kayu yang
bersangkutan. Kekerasan kayu dapat bertambah oleh kandungan mineral, terutama
silika dalam sel-sel kayu (Mandang dan Pandit, 1997).
Sifat Anatomis
a. Pembuluh/pori-pori
Sel-sel pembuluh tampak jelas dengan bantuan lup berkekuatan
pembesaran sepuluh kali, bentuknya seperti pori-pori pada penampang lintang
batang kayu. Kalau diameter cukup besar, pembuluh dapat juga dengan mata
telanjang pada penampang radial dan tangensial seperti goresan-goresan kearah
longitudinal. Kebanyakan kayu di Indonesia memiliki pembuluh/pori-pori yang
tersebar atau baur. Hanya beberapa jenis saja yang diketahui mempunyai
pembuluh/pori-pori yang tersebar menurut pola tatalingkar. Ciri dari pori
tatalingkar adalah pembuluh yang berdiameter besar tersusun dalam deret
konsentrik pada awal lingkar tumbuh sedangkan pembuluh yang kecil tersusun
dalam deret konsentrik pada akhir lingkar tumbuh (Mandang dan Pandit, 1997).
Universitas Sumatera Utara
Susunan pembuluh/pori-pori dapat dibagi 2 yaitu soliter dan berganda.
Pembuluh yang dikatakan soliter jika berdiri sendiri, dan dikatakan berganda jika
dua atau lebih pembuluh bersinggungan sedemikian rupa, sehingga dinding
singgung tampak datar. Gandaan dua buah pembuluh sering juga disebut pasangan
(Mandang dan Pandit, 1997).
b. Parenkim
Ciri parenkima yang penting untuk identifikasi adalah susunannya sebagai
mana yang terlihat pada penampang lintang kayu. Pada bidang ini, dengan
bantuan lup, parenkim biasanya dapat dilihat berupa jaringan yang berwarna lebih
cerah daripada jaringan serat: umumnya hampir putih dan lainnya agak coklat
atau coklat merah. Secara garis besar parenkim dapat dibagi atas dua tipe
berdasarkan hubungan dengan pembuluh. Tipe pertama dinamakan parenkim
apotrakea dan tipe kedua dinamakan parenkim paratrakea. Parenkima apotrakea
adalah semua bentuk parenkima yang tidak berhubungan langsung dengan
pembuluh. Parenkim paratrakea meliputi semua bentuk parenkima yang
berhubungan dengan pembuluh (Mandang dan Pandit, 1997).
c. Jari-jari
Jari-jari tampak dengan lup pada penampang lintang kayu seperti garisgaris yang hampir sejajar satu sama lain. Jika ukuranya cukup lebar, jari-jari dapat
dilihat dengan mata telanjang. Akan tetapi dengan kebanyakan jenis kayu, jari-jari
hanya dapat dilihat jelas dengan bantuan lup. Pada bidang radial, jari-jari tampak
seperti pita putus-putus kearah horisontal. Jika tingginya cukup maka jari-jari
akan tampak seperti sapuan-sapuan kuas ke arah horisontal (Mandang dan Pandit,
1997).
Universitas Sumatera Utara
Sifat Fisis
Sifat fisis kayu merupakan faktor dalam dari struktur kayu yang sangat
menentukan, disamping peran lingkungan dimana kayu tersebut tumbuh.
Beberapa sifat fisis kayu yang dianggap penting antara lain: kadar air, berat jenis
kayu, dan kembang susut kayu (Dumanauw, 1990).
a. Kadar air
Kayu bersifat higroskopis, artinya kayu memiliki daya tarik terhadap air,
baik dalam bentuk uap maupun cairan. Kemampuan kayu untuk mengisap atau
mengeluarkan air tergantung pada suhu dan kelembaban udara sekelilingnya.
Sehingga banyaknya air dalam kayu selalu berubah-ubah menurut keadaan udara/
atmosfer sekelilingnya. Banyaknya air yang dikandung pada sepotong kayu
disebut kadar air kayu. Banyaknya kandungan kadar air pada kayu bervariasi.
Tergantung jenis kayunya, kandungan tersebut berkisar sekitar 40-300%,
dinyatakan dengan persentase dari berat kayu kering tanur (Dumanauw, 1990).
Menurut Budianto (1996) ada beberapa tahapan pengabsorsian air di dalam
kayu
(proses evaporasi) :
1. Kayu basah (Green Wood), semua rongga pori dan dinding sel kayu penuh
kandungan air. Kadar air dapat mencapai 200%.
2.
Kayu setelah penebangan, setelah pohon ditebang zat air tidak dapat
masuk dengan bebas lagi. Dinding sel kayu tetap penuh kandungan air,
sedangkan rongga sel sebagian berkurang kandungan air. Besar kandungan
air masih di atas 35 %-70%.
Universitas Sumatera Utara
3. Titik jenuh serat (Fibre Saturation Point), air bebas pada rongga pori-pori
kayu telah keluar semuanya. Kandungan air dalam dinding sel tetap. Kadar
air kayunya 25%-30%.
4. Kering udara atau titik keseimbangan kadar air kayu (Equilibrium
Moisture Content), pada saat ini, kayu menyesuaikan diri dengan udara
sekitarnya, sehingga kandungan air dalam dinding sel yang berlebihan
mulai terevaporasi keluar. Bentuk dimensi kayu mulai berubah
(menyusut). Kadar air kayu antara 12%-20 %.
5.
Kering tanur, rongga pori dan dinding sel tidak mengandung air lagi.
Berat kayu tidak dapat turun lebih lanjut
b.
Kerapatan
Kayu adalah bahan yang terdiri atas sel-sel. Struktur yang terdiri dari sel-
sel yang memberikan kayu banyak sifat-sifat dan ciri-ciri yang unik yang
membedakan kayu satu dengan kayu lainnya. Berat jenis (BJ) kayu merupakan
perbandingan antara kerapatan kayu dengan kerapatan air pada suhu 4°C
(Haygreen dan Bowyer, 1989).
Kerapatan kayu adalah perbandingan antara berat kayu terhadap volume
kayu tersebut. Berat jenis di dalam suatu spesies telah ditemukan bervariasi
dengan sejumlah faktor yang meliputi letaknya dalam pohon, letak dalam kisaran
spesies tersebut, kondisi tempat tumbuh, dan sumber-sumber genetik (Haygreen
dan Bowyer, 1989).
c. Kembang susut
Jika kayu kehilangan air di bawah titik jenuh serat (TJS), yaitu kehilangan
air terikat, kayu menyusut. Sebaliknya, jika air memasuki struktur dinding sel,
Universitas Sumatera Utara
kayu mengembang. Penyusutan dan pengembangan adalah suatu proses yang
benar-benar terbalikkan dalam potongan-potongan kecil kayu bebas tengahan
internal. Besarnya penyusutan umumnya sebanding dengan banyaknya air yang
dikeluarkan dari dinding sel. Hal ini berarti bahwa spesies dengan kerapatan
tinggi harus menyusut lebih banyak per persen perubahan kandungan air daripada
spesies dengan kerapatan rendah (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Penambahan air pada zat dinding sel akan menyebabkan jaringan
mikrofibril mengembang, keadaan ini berlangsung sampai titik jenuh serat
tercapai. Dalam proses ini dikatakan bahwa kayu mengembang atau memuai.
Penambahan air seterusnya tidak akan mempengaruhi perubahan volume dinding
sel. Sebaliknya jika air dalam kayu dengan kadar air maksimum dikurangi, maka
pengurangan ini pertama-tama akan terjadi pada air bebas dalam rongga sel
sampai mencapai titik jenuh serat. Pengurangan air selanjutnya di bawah titik
jenuh serat akan menyebabkan dinding sel kayu itu menyusut atau mengerut.
Dalam hal ini dikatakan kayu itu mengalami penyusutan atau pengerutan
(Dumanauw, 1990).
Menurut Budianto (1996) terdapat 3 arah penyusutan pada kayu :
1. Tangensial, merupakan arah penyusutan searah lingkaran tahun. Besar
penyusutan pada arah ini adalah 4,3% - 14% atau rata-rata 10%.
2. Radial, merupakan arah penyusutan searah dengan jari-jari kayu atau
memotong tegak lurus lingkaran tahun. Penyusutan pada arah ini berkisar
2,1% - 8,5% atau rata-rata 5%.
Universitas Sumatera Utara
3. Longitudinal (Aksial), merupakan arah penyusutan searah dengan panjang
kayu atau serat batang kayu. penyusutan arah ini berkisar antara 0,1% 0,3% atau biasa diperhitungkan 0,3%.
Salah satu usaha untuk mencegah dan membatasi penyusutan kayu adalah
dengan membuat kadar air kayu sekecil mungkin, atau pada keadaan kadar air
keseimbangan dengan cara sebagai berikut:
1. Kayu dikeringkan sampai mencapai kadar air yang stabil (tetap), sehingga
penyusutan yang terjadi relatif kecil atau dapat diabaikan.
2. Setelah itu kayu tersebut disimpan dalam ruangan yang tidak lembab dan
memiliki sirkulasi udara yang baik. (Sistem penimbunan yang sempurna).
3. Memberi lapisan pada kayu dengan bahan-bahan penutup finishing untuk
menghambat perubahan kadar air atau untuk mempertahankan kestabilan
kadar air, selain berfungsi sebagai keindahan (Dumanauw, 1990).
Sifat Mekanis
Sifat mekanis merupakan kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan
bentuk suatu bahan, sedangkan kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk
memikul beban atau gaya yang bekerja padanya. Sifat mekanis biasanya
merupakan ciri terpenting dari produk kayu yang akan digunakan untuk bahan
bangunan gedung. Penggunaan struktural adalah setiap penggunaan di mana sifat
mekanis merupakan kriteria pertama untuk pemilihan bahan. Penggunaan
struktural produk kayu antara lain meliputi palang lantai, kasau, penyanggang atap
berlapis, tiang listrik, anak tangga dan rangka perabot rumah tangga (Haygreen
dan Bowyer, 1989).
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan antara tegangan dan regangan di bawah batas proporsi yaitu,
kemiringan garis, adalah suatu nilai yang konstan yang disebut elastisitas (MOE).
Dalam uji tekan dan tarik perbandingan ini kadang-kadang dinamakan Modulus
Young untuk membedakannya dari MOE yang ditentukan uji keteguhan
lengkung. Semakin besar tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan regangan
tertentu semakin besar ketahananya terhadap perubahan bentuk, semakin tinggi
MOE bahan. Hubungan antara MOE dengan defleksi yaitu apabila semakin tinggi
elastisitas suatu balok, semakin berkurangnya defleksi dengan ukuran tertentu
pada beban tertentu (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Modulus patah (MOR) merupakan sifat mekanis yang berhubungan
dengan kekuatan kayu yaitu ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau
gaya luar yang bekerja padanya sampai maksimal dan cenderung merubah bentuk
dan ukuran kayu tersebut, dengan kata lain kekuatan letur patah merupakan sifat
kekuatan kayu dalam menentukan beban yang dapat dipikul oleh suatu balok atau
gelagar (Kollman dan Cote, 1968 dalam Iswanto, 2008).
Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanis kayu dipengaruhi oleh
dua faktor. Faktor luar (eksternal) berupa pengawetan kayu, kelembaban
lingkungan, pembebanan, dan cacat-cacat yang disebabakan oleh jamur serta
serangga perusak kayu. Faktor kedua yaitu faktor dalam kayu (internal) antara
lain berat jenis kayu, cacat-cacat berupa mata kayu, dan lain sebangainya
(Dumanauw, 1990).
Universitas Sumatera Utara
Kelas Kekuatan Kayu
Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI, 1961) dalam Frick dan
Moediartianto (2004) menyatakan kelas kuat kayu didasarkan pada berat jenis
(BJ), modulus elastisitas (MOE), dan modulus patah (MOR), dapat dilihat pada
Tabel 3.
Tabel 3. Kelas Kekuatan Kayu
Kelas Kuat Berat Jenis MOE (Kg/cm2) MOR (kg/cm2)
I
≥ 0,90
125000
≥ 1100
II
0,90 – 0,60
100000
1100 – 725
III
0,60 – 0,40
80000
725 – 500
IV
0,40 – 0,30
60000
500 – 360
V
< 0,30
< 360
Sumber :PKKI (1961) dalam Frick dan Moediartianto (2004)
Universitas Sumatera Utara
METODE PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan,
Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara untuk
pengujian sifat anatomi dan fisis, serta untuk pengujian sifat mekanis (sampel
pengujian dikirim) dilakukan di Laboratorium Keteknikan Kayu Departemen
Hasil Hutan Institut Pertanian Bogor. Pelaksanaan penelitian ini dimulai dari
bulan Februari sampai September 2011.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu E. urophylla umur
7 tahun yang diambil dari PT Toba Pulp Lestari, Kecamatan Jona Hisaran,
Kabupaten Tobasa (Gambar 1). Sedangkan bahan kimia yang digunakan adalah
aquades, safranin, larutan H2O2 dan CH3COOH, alkohol 97%, kertas saring dan
pH meter.
Gambar 1. Pohon E. Urophylla di Sektor Aek Nauli
Universitas Sumatera Utara
Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah oven, timbangan
elektrik, caliper, mesin serut single dan double planner, amplas, lup pembesaran
10x, band saw, pisau, cawan petri, tabung reaksi, pipet tetes, penangas, plastik,
preparat, mikroskop elektron, Universal Testing Machine, kipas angin, corong dan
gelas ukur untuk proses penyaringan, label nama, dan alat tulis.
Prosedur Penelitian
Pengambilan bahan dan pembuatan contoh uji
Bahan diambil dari PT Toba Pulp Lestari, sebanyak tiga pohon
E. urophylla umur 7 tahun dengan ukuran diameter bagian pangkal 18 cm, tengah
16 cm dan ujung 13 cm. Contoh uji diambil dari tiga bagian batang pohon, yaitu
bagian pangkal, tengah, dan bagian ujung. Pengambilan contoh uji berdasarkan
variasi kedalaman (arah horizontal) yaitu pada bagian dekat hati (empulur), tengah
dan dekat kulit (Gambar 2).
Ujung
1m
2,2 m
Sampel
0,2m
Tengah
Sampel
Tinggi bebas
cabang 7 m
1m
2,2m
0,2m
Pangkal
2,5m
Sampel
1m
1,1 m
Gambar 2. Pengambilan Kayu Berdasarkan Ketinggian Pohon (Arah Vertikal)
Universitas Sumatera Utara
Keterangan:
k
k : dekat kulit
t
h
t : tengah
h : dekat hati
Gambar 3. Pengambilan Contoh Uji Berdasarkan Variasi Kedalaman (Arah
Horizontal)
Setiap parameter pengujian, contoh uji diambil dari 3 batang pada bagian
vertikal (ketinggian) dan horizontal (kedalaman) batang. Untuk pengujian sifat
anatomi contoh uji berukuran 2 cm x 2 cm x 10 cm. Sifat anatomi yang diuji
meliputi makroskopis dan mikroskopis. Namun serat dilihat melalui maserasi.
Untuk pengujian sifat fisis contoh uji berukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm. Sifat fisis
yang diuji meliputi kadar air, kerapatan dan kembang susut. Untuk pengujian sifat
mekanis contoh uji berukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm. Sifat mekanis yang diuji
meliputi MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture).
Pengujian Sifat Anatomis
Pengamatan dilakukan pada masing-masing contoh uji dengan ukuran
2 cm x 2 cm x 10 cm pada kadar air kering udara yang diambil dari setiap batang
pada arah horizontal dan vertikal batang, dengan menggunakan lup pembesaran
10 x. Pengamatan meliputi kilap kayu, warna kayu, pori-pori, parenkim, dan arah
serat. Pengujian sifat anatomi batang ini berdasarkan Mandang dan Pandit (1997).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4. Contoh Uji Pengujian Sifat Anatomi Kayu
Maserasi
a. Proses Pemisahan serat (maserasi)
Proses maserasi serat dilakukan berdasarkan metode Franklin yang juga
digunakan oleh Forest Product Laboratory (FPL), yaitu dengan menggunakan
bahan pereaksi campuran H2O2 dan CH3COOH dengan perbandingan 2 : 1 dan
dipanaskan pada suhu 1200C selama 7 jam.
Kayu E. urophylla dipotong sebesar korek api, kemudian dimasukkan ke
dalam tabung reaksi. Contoh uji ditetesi kedalamnya larutan H2O2 dan CH3COOH
dengan perbandingan 2 : 1 sampai kayu terendam dan dimasukkan ke dalam gelas
ukur. Gelas ukur diisi dengan air hingga potongan mulai terendam semua. Contoh
uji dipanaskan diatas penangas selama 7 jam atau sampai serat terpisah. Tabung
reaksi diangkat dan dikocok agar serat dapat terpisah secara sempurna. Contoh uji
disaring menggunakan kertas saring dan dibilas dengan menggunakan alkohol
97% sebanyak 100 ml. Contoh uji dibilas dengan aquades hingga pH netral dan
serat dipindahkan kedalam cawan petri. Serat tersebut ditetesi dengan safranin
untuk pewarnaan agar mudah pada pengukuran dimensi.
Universitas Sumatera Utara
b. Pengukuran Dimensi Serat
1. Dimensi serat yang diukur sebanyak 150 serat pada bagian pangkal, tengah
dan ujung. Dimensi serat yang diukur adalah panjang serat, diameter serat,
tebal dinding serat, dan diameter lumen.
Keterangan :
L : Panjang serat
D :Diameter serat
I
: Diameter lumen
W : Tebal dinding serat
Gambar 5. Dimensi serat
2. Tebal dinding serat dihitung dengan rumus:
W=
D−I
2
(Husein, 2004)
Gambar 6. Serat Terpisah
Universitas Sumatera Utara
Pengujian Sifat Fisis
Pengujian sifat-sifat fisis kayu ekaliptus menggunakan standar British
Standard 373-1975 meliputi : kadar air dan penyusutan pada 3 arah (radial,
tengensial dan longitudinal) yang diambil dari masing-masing bagian batang
berdasarkan ketinggian pohon dan variasi kedalaman. Contoh uji dapat dilihat
pada Gambar 7.
Gambar 7.Contoh Uji Pengujian Sifat Fisis Kayu
a. Kadar air
Kadar air adalah jumlah air yang terdapat pada kayu dibagi dengan berat
kering tanur (BKT) dan dinyatakan dalam persen. Cara penentuan kadar air adalah
contoh uji kadar air diambil dari setiap batang pada arah horizontal dan vertikal
batang dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm. Contoh uji ditimbang untuk
menentukan berat awalnya sebelum dikering udarakan dengan menggunakan
kipas angin selama ± 3 minggu. Contoh uji kemudian dikeringkan dalam tanur
pada 103±2oC selama 24 jam untuk mengeluarkan semua air, kemudian ditimbang
lagi hingga beratnya konstan. Dihitung kadar air dengan rumus :
Universitas Sumatera Utara
KA basah =
BA − BKO
x100%
BKO
Keterangan:
KA : Kadar air
BA
: Berat awal
BKO : Berat kering oven
KA KU =
BKU − BKO
x100%
BKO
Keterangan:
BKU : Kering Udara
BKU : Berat kering udara
BKO : Berat kering oven
b. Kerapatan
Kerapatan merupakan perbandingan massa kayu dengan volume kayu.
Cara penentuan kerapatan yaitu contoh uji diambil dari setiap batang pada variasi
ketinggian dan variasi kedalaman dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm. Contoh uji
dikering udarakan dengan kipas kemudian ditimbang beratnya (berat kering
udara) dan diukur dimensinya. Dihitung volume kering udara. Kemudian dihitung
kerapatan kayu dengan rumus:
Kerapatan Kayu (gr/cm3) =
Berat (gram )
Volume cm 3
(
)
c. Penyusutan
Penyusutan pada kayu dikarenakan adanya molekul-molekul air yang
terlepas dari dinding-dinding sel pada kayu, penyusutan kayu ini terjadi apabila
kayu dibawah titik jenuh serat. Contoh uji dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm
Universitas Sumatera Utara
ukur dimensinya pada 3 arah (radial, tangensial, dan longitudinal). Contoh uji
dikering udarakan dengan menggunakan kipas angin selama ± 3 minggu dan
dihitung lagi dimensinya. Contoh uji kering udara masukan ke dalam oven pada
suhu 103 ± 2 oC selama 24 jam kemudian ukur dimensinya. Penyusutan dapat
dihitung dengan rumus :
Penyusutan(%) =
Dimensi awal − Dimensi akhir
x100%
Dimensi awal
Pengujian Sifat Mekanis
Pengujian sifat mekanis menggunakan standar Birtish Standard 373-1975
Standard Test for Small Clear Specimen. Gambar sampel sifat mekanis meliputi
pengujian sifat keteguhan lentur dan keteguhan patah pada Gambar 8.
Gambar 8. Contoh Uji Pengujian Sifat Mekanis Kayu
a. Keteguhan lentur (Modulus of Elasticity)
Pengujian keteguhan lentur (Modulus of Elasticity) dilakukan bersamasama dengan pengujian keteguhan patah dengan memakai contoh uji yang sama
dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm. Besarnya defleksi yang terjadi pada saat
Universitas Sumatera Utara
pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu. Nilai MOE dihitung dengan
rumus:
∆P.L
4.∆Y .b.d 3
MOE : Modulus lentur (kg/cm2)
3
MOE =
∆P
: Beban sebelum batas proporsi (kg)
L
: Jarak sangga (cm)
∆Y
: Lenturan pada beban (cm)
b
: Lebar contoh uji (cm)
d
: Tebal contoh uji (cm)
B. Keteguhan patah (Modulus of Rupture)
Pengujian keteguhan patah (Modulus of rupture) dilakukan dengan
menggunakan Universal Testing Machine dengan menggunakan lebar bentang
(jarak penyangga) 15 kali tebal nominal. Nilai MOR dihitung dengan rumus :
3.P.L
MOR =
2.b.d 2
MOR : Modulus patah (kg/cm2)
P
: Beban Maksimum (kg)
L
: Jarak sangga (cm)
b
: Lebar contoh uji (cm)
d
: Tebal contoh uji (cm)
Contoh uji yang digunakan berukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm pada kondisi
kering udara dengan pola pembebanan disajikan pada Gambar 9:
Gambar 9. Pengujian Modulus Patah dan Modulus Elastisitas
Universitas Sumatera Utara
Analisa Data
Dari pengujian sifat fisis dan mekanis yang telah dilakuan, selanjutnya
data-data tersebut diolah dengan menggunakan model rancangan tersarang,
dimana taraf faktor B (kedalaman) tersarang pada taraf faktor A (ketinggian)
yaitu:
1.
Variasi Ketinggian (faktor A)
a. A1 : Pangkal
b. A2 : Tengah
c. A3 : Ujung
2.
Variasi Kedalaman (faktor B) merupakan bagian tersarang pada variasi
ketinggian (faktor A)
a. B1 : Kulit
b. B2 : Tengah
c. B3 : Empulur
Dengan demikian akan diperoleh perlakuan yaitu :
A = A1B1, A1B2, A1B3
B = A2B1, A2B2, A2B3
C = A3B1, A3B2, A3B3
Model rancangan statistik yang digunakan adalah model rancangan tersarang
(Sastrosupadi, 2000) sebagai berikut :
Yijk
= µ + Ti + ßj(i) +
(ij)k
Dimana:
Yijk
= nilai pengamatan faktor ketinggian taraf ke-i dan faktor kedalaman taraf
ke-j pada ulangan ke-k
µ
= Rata-rata umum
Ti
= Pengaruh faktor A (ketinggian) ke-i
Universitas Sumatera Utara
ßj(i)
=Pengaruh faktor B (kedalaman) ke-j yang tersarang pada faktor A
(ketinggian) ke-i
(ij)k
= Galat percobaan
Untuk melihat adanya pengaruh perlakuan terhadap respon maka
dilakukan analisis sidik ragam berupa uji F pada tingkat kepercayaan 95% (nyata).
Dengan hipotesis yang diuji adalah :
H1
:
perbedaan variasi kedalaman yang tersarang dalam variasi ketinggian kayu
E. Urophylla berpengaruh nyata.
Ho :
tidak ada perbedaan antara variasi kedalaman yang tersarang pada variasi
ketinggian kayu E. Urophylla.
Uji F dilakukan untuk mengetahui perlakuan yang berbeda nyata satu
dengan lainnya. Jika F hitung lebih kecil dari F tabel, maka perlakuan tidak
berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan tertentu, dan jika F-hitung
lebih besar dari F tabel maka perlakuan mempengaruhi sifat-sifat dasar kayu E.
urophylla.
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ciri-ciri umum
Pengamatan menggunakan lup dengan pembesaran 10x dilakukan pada
penampang batang kayu E. urophylla berdasarkan variasi ketinggian dan kedalaman
batang. Sifat anatomi batang kayu E. urophylla berdasarkan variasi ketinggian dan
kedalaman batang yang diamati meliputi warna, kilap kayu, arah serat, bau dan rasa dan
kekerasan kayu. Ciri-ciri umum kayu E. Urophylla dapat dilihat pada tabel 4 di bawah ini.
Tabel 4. Ciri-ciri Umum Kayu E. urophylla
No
Ciri umum
Keterangan
1.
Warna
2.
3.
Kilap
Arah serat
Kesan raba
Bau dan rasa
Kekerasan
Warna kuning kecoklatan dan tidak ada perbedaan warna yang
mencolok pada segmen ketinggian kayu.
Tidak mengkilap dan tidak dapat memantulkan cahaya.
Memiliki serat yang lurus sampai berombak.
Kesan raba agak halus
Tidak memiliki bau dan rasa yang khas.
Agak keras sampai keras
4.
5.
Kayu E. urophylla secara umum memiliki ciri-ciri berwarna kuning kecoklatan.
Tidak ada perbedaan warna yang mencolok pada segmen ketinggian (pangkal, tengah,
ujung) memiliki warna yang hampir sama. Permukaan kayu E. urophylla tidak mengkilap
dan tidak dapat memantulkan cahaya. Ini disebabkan oleh kandungan lilin pada
permukaan kayu E. urophylla tidak begitu nampak. Suatu jenis kayu dikatakan
mengkilap, jika permukaan kayu tersebut bersifat memantulkan cahaya (Mandang dan
Pandit, 1997).
Kayu E. urophylla memiliki arah serat yang lurus sampai berombak. Serat E.
urophylla tampak jelas dengan pengamatan menggunakan lup dengan perbesaran 10x.
Kayu dikatakan berserat lurus jika pembuluh dan sel-sel aksial lainnya membentang
Universitas Sumatera Utara
searah dengan sumbu batang, dan serat dikatakan berombak jika sel-sel aksial tersusun
berbelok-belok kearah longitudinal. Arah serat pada sepotong kayu mudah ditetapkan
berdasarkan arah sel-sel pembuluh yang pada permukaan kayu tampak seperti goresangoresan (Mandang dan Pandit, 1997).
Kayu E. urophylla memiliki kesan raba agak halus. Halus atau tidaknya kesan
raba suatu jenis kayu tergantung dari tekstur kayu, besar kecilnya air yang dikandung,
dan kadar zat ekstraktif didalam kayu (Dumanauw, 1990).
Kayu E. urophylla tidak memiliki bau dan rasa yang khas pada bagian batang.
Menurut Damanik (2009) bahwa kandungan minyak atsiri pada kayu
E. Urophylla
dominan pada daun, adapun pada kulit dan ranting sangat kecil sekali, hal ini yang
menyebabkan bahwa kayu E. Urophylla tidak memiliki bau dan rasa yang khas pada
bagian batang. Mandang dan Pandit (1997) menyatakan kebanyakan bau pada kayu
sukar diterangkan. Hanya beberapa diantaranya yang mempunyai bau yang mudah
dikenal.
Kayu E. urophylla memiliki kelas kekerasan agak keras sampai keras, ditandai
pada saat penyayatan pada arah melintang kayu. Kayu E. urophylla agak susah pada saat
disayat dan juga tidak meninggalkan bekas pada saat ditekan dengan kuku. Hal ini sesuai
dengan pernyataan Mandang dan Pandit (1997), yang menyatakan bahwa kayu ekaliptus
tergolong kayu yang agak keras sampai keras.
Universitas Sumatera Utara
Sifat Anatomi
Pengamatan makroskopis
1. Pembuluh atau pori-pori
E. urophylla memiliki pembuluh atau pori-pori soliter, berganda radial
2, dan
berkelompok tangensial. Gambar 10 menunjukkan penyebaran pembuluh atau pori-pori
pada kayu E. urophylla.
Parenkim
Pori berganda 2
Pori soliter
Jari-jari
Berkelompok
t
i l
Gambar 10. Penyebaran Pori-pori Batang Kayu E. urophylla (Perbesaran 10x)
2.
Parenkim
Pengamatan menggunakan lup dengan pembesaran 10x, dapat dilihat bahwa
parenkim batang kayu E. urophylla berbent