Karakteristik cross laminated timber kayu kecapi (Sandoricum koetjape Merr) berdasarkan orientasi sudut lamina
KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED TIMBER KAYU
KECAPI (Sandoricum koetjape Merr) BERDASARKAN
ORIENTASI SUDUT LAMINA
RIFKY FAISHAL
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakteristik Cross
Laminated Timber Kayu Kecapi (Sandoricum koetjape Merr) Berdasarkan
Orientasi Sudut Lamina adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2014
Rifky Faishal
NIM E24100054
ABSTRAK
RIFKY FAISHAL. Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Kecapi
(Sandoricum koetjape Merr) Berdasarkan Orientasi Sudut Lamina. Dibimbing
oleh SUCAHYO SADIYO.
Cross Laminated Timber (CLT) adalah panel berlapis dengan setiap lapisan
papan ditempatkan secara bersilang pada lapisan yang berdekatan untuk
meningkatkan kekakuan dan stabilitas. Tujuan penelitian ini adalah untuk
menentukan besarnya pengaruh orientasi sudut lamina terhadap sifat fisik dan
mekanik panel cross laminated timber dari kayu kecapi (Sandoricum koetjape
Merr) menggunakan perekat isosianat. Panel CLT terbuat dari kayu kecapi dengan
tebal 15 cm (lima lapis) dari papan dengan ukuran 3 cm x 18 cm x 150 cm dan
orientasi sudut sebesar 450 dan 900. Perekat yang digunakan adalah isosianat
dengan berat permukaan 280 g/m³. Pengujian sifat fisis yang dilakukan meliputi
kadar air, kerapatan, kembang/susut dan uji delaminasi. Selain itu terdapat
pengujian sifat mekanis terdiri dari geser rekat dan uji racking. Hasil uji racking
menunjukkan bahwa kekakuan CLT dengan sudut 450 lebih besar dibandingkan
sudut 900; begitu juga, hasil pengujian menunjukkan bahwa kekuatan sudut 450
lebih kuat dibandingkan sudut 900.
Kata kunci: cross laminated timber, kayu kecapi, isosianat, orientasi sudut.
ABSTRACT
RIFKY FAISHAL. Characteristics of Cross Laminated Timber Made from Kecapi
Wood (Sandoricum koetjape Merr) based on Angle Orientation, Supervised by
SUCAHYO SADIYO.
Cross Laminated Timber (CLT) is a multi-layer wooden panel made from
lumber. Each layer of boards are placed cross-wise to the adjacent layers for
increased rigidity and stability. The objectives of this research is used to
determine the magnitude of the influence of orientation angle of the lamina of the
mechanical and physical properties of cross laminated timber panels from kecapi
wood (Sandoricum koetjape Merr) by using isosianat adhesive. The CLT panel
was made from kecapi wood with 15 cm in thickness (five layers) from the board
with 3 cm x 18 cm x 150 cm in size and orientation angle 450 and 900. The
adhesive was used isosianat with surface weight 280 g/m³. Testing of the physical
properties of CLT consist of moisture content, density, shrink/swelling and
delamination test. Otherwise testing of mechanical properties of CLT include
bonding strength and racking test. Result of racking test show that CLT’s stiffness
at 450 angle larger than 900 angle; likewise, the strength of CLT show that at 450
angle stronger than 900 angle.
Keywords: cross laminated timber, kecapi wood, isosianat, angle orientation.
KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED TIMBER KAYU
KECAPI (Sandoricum koetjape Merr) BERDASARKAN
ORIENTASI SUDUT LAMINA
RIFKY FAISHAL
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kehutanan
pada
Departemen Hasil Hutan
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Karakteristik cross laminated timber kayu kecapi (Sandoricum
koetjape Merr) berdasarkan orientasi sudut lamina
Nama
: Rifky Faishal
NIM
: E24100054
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Sucahyo Sadiyo, M.S
Pembimbing
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Fauzi Febrianto, M.S
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
penelitian ini dengan judul Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Kecapi
(Sandoricum koetjape Merr) Berdasarkan Orientasi Sudut Lamina. Penelitian ini
dilaksanakan pada bulan Agustus 2013 hingga Maret 2014, di Workshop
Pengerjaan Kayu pada Bagian Teknologi Peningkatan Mutu Kayu, Laboratorium
Keteknikan Kayu pada Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu,
Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Pengujian dinding geser panel CLT dilakukan di Pusat Penelitian dan
Pengembangan Pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian
Pekerjaan Umum, Bandung.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Sucahyo Sadiyo,
M.S selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan
dalam mengerjakan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada
kedua orang tua Bapak Subandi, Ibu Ermi Inang, dan Adik Rafiandi Majid serta
Fahlianti Afif yang telah memberikan dorongan semangat. Ucapan terima kasih
disampaikan pula kepada teman-teman Fahutan 47, THH 47 khususnya divisi
RDBK 47, Elfina Yunisari, teman-teman dan semua pihak yang telah membantu
pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi.
Penulis sepenuhnya menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari
kesempurnaan. Harapan penulis semoga skripsi ini dapat memenuhi tujuan
penyusunan serta memberikan manfaat bagi pembaca sekalian. Semoga karya
ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2014
Rifky Faishal
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
3
Alat
3
Prosedur Penelitian
3
Pembuatan Contoh Uji
5
Pengujian Sifat Fisis panel CLT
5
Pengujian Sifat Mekanis panel CLT
7
Pengujian Dinding Geser
7
Analisis Data
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
9
Kerapatan dan Kadar Air
9
Pengembangan dan Penyusutan Volume
10
Delaminasi Air Dingin dan Air Panas
11
Kekuatan Geser Rekat
12
Kekakuan dan Kekuatan Dinding Geser Panel CLT
13
Peralihan Dinding Geser Panel CLT
14
Rekaman Kerusakan
17
SIMPULAN DAN SARAN
17
Simpulan
17
Saran
17
DAFTAR PUSTAKA
18
LAMPIRAN
20
RIWAYAT HIDUP
23
DAFTAR GAMBAR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Bagan alir pembuatan panel CLT kayu kecapi
Pengambilan contoh uji sifat fisis, mekanis, dan uji racking
Pengujian kekuatan geser rekat
Prosedur racking test panel CLT berdasarkan ISO/DIS 22452
Pengujian racking test panel CLT menurut orientasi sudut lamina
Pola sebaran nilai kerapatan dan kadar air panel CLT menurut
orientasi sudut lamina
7. Pola sebaran nilai pengembangan dan penyusutan volume panel CLT
menurut orientasi sudut lamina
8. Pola sebaran nilai delaminasi air dingin dan air panas panel CLT
menurut orientasi sudut lamina
9. Pola sebaran nilai kekuatan geser rekat panel CLT menurut orientasi
sudut lamina
10. Pola sebaran nilai kekakuan dan kekuatan dinding geser panel CLT
menurut orientasi sudut lamina
11. Pola sebaran nilai displacement stiffness dan maximum panel CLT
menurut orientasi sudut lamina
12. Displacement stiffness panel CLT kayu kecapi 450
13. Displacement stiffness panel CLT kayu kecapi 900
14. Displacement strength test panel CLT kayu kecapi 450
15. Displacement strength test panel CLT kayu kecapi 900
16. Posisi tranduser (titik titik tujuan deformasi) panel CLT
4
5
7
8
8
9
10
11
12
13
14
15
15
15
16
16
DAFTAR LAMPIRAN
1. Data rata-rata sifat fisis panel CLT kayu kecapi
2. Data kekuatan geser rekat panel CLT kayu kecapi
3. Data racking test panel CLT kayu kecapi
20
21
22
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kebutuhan kayu sebagai bahan bangunan dan bahan baku industri pada saat
ini cenderung semakin meningkat, sedangkan pasokan kayu dari hutan alam yang
mempunyai diameter besar dan kualitas yang bagus sudah tidak mencukupi
karena adanya eksploitasi berlebihan, konversi lahan, bencana alam, dan besarnya
limbah dari penebangan. Hal ini menyebabkan konsumen beralih pada kayu yang
berasal dari hutan rakyat untuk dapat memenuhi kebutuhan kayu sebagai bahan
baku struktural. Akan tetapi, kayu yang berasal dari hutan rakyat memiliki
diameter yang kecil dan kualitasnya tidak sebaik yang berasal dari hutan alam.
Selain itu, kayu dari hutan rakyat ini biasanya memiliki kualitas yang rendah,
sehingga penggunaan yang tidak sesuai akan berdampak pada pemborosan bahan
baku dan dapat merugikan konsumen yang memakai produk dari kayu tersebut.
Pohon kecapi termasuk ke dalam pohon buah-buahan, tingginya dapat
mencapai 25 – 30 m dengan diameter 70 – 90 cm, sehingga potensial
dimanfaatkan sebagai salah satu alternatif bahan baku konstruksi. Bila digergaji
menjadi papan, kayu kecapi bertekstur kasar dan warnanya kurang bagus, juga
tidak dapat dikerjakan menjadi licin. Kayu kecapi mempunyai kayu teras
berwarna putih-kelabu sampai cokelat muda, gambar polos, dan tekstur agak kasar
(Mandang 2005). Selain itu, kayu kecapi pada umumnya ringan dan awet
sehingga biasanya digunakan untuk komponen bagian atas rumah seperti reng
atau kaso (Heyne, 1988). Seng (1990) melaporkan bahwa berdasarkan pengujian
11 contoh uji bagian teras (heartwood) memperlihatkan bahwa kayu kecapi
memiliki BJ 0,49±0,048, dan tergolong dalam kelas kuat III-IV dan kelas awet
IV-V.
Penggunaan kayu-kayu yang berdiameter kecil dan berkualitas rendah dari
hutan rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan
struktural yang berkualitas tinggi. Salah satunya adalah teknologi pembuatan
Papan Laminasi Silang atau biasa disebut CLT (Cross Laminated Timber). CLT
merupakan produk rekayasa kayu yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah
lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lainnya
dan kemudian direkatkan (Associates, 2010). Menurut Perkins dan McCloskey
(2010), CLT dibentuk dengan 3 sampai 7 lapisan kayu atau papan yang disusun
satu sama lain secara bersilangan dan direkatkan bersama dengan tekanan hidrolik
pada seluruh bagian permukaan atau dapat dengan dipaku. Setiap lapisan terdiri
dari papan dengan berbagai ketebalan laminasi.
CLT merupakan perpanjangan dari teknologi rekayasa produk kayu lapis
dengan lapisan laminasi silang dari veneer yang telah dikenal memiliki sifat-sifat
unggul karena adanya penataan lapisan yang saling bersilangan arah transversal
dan longitudinal.
2
Produk CLT ini menggunakan kayu dengan memanfaatkan sifat struktural
dari kayu tersebut dengan mendistribusikan kekuatan sepanjang serat kayu pada
kedua arah. Produk CLT juga memiliki stabilitas dimensi yang stabil karena rasio
kembang susut pada dua arah (panjang dan lebar) dapat mendekati satu. Lapisan
yang saling tegak lurus memungkinkan mendistribusikan beban ke semua sisi
dengan lebih merata sehingga dapat dipergunakan untuk produk konstruksi (Wood
Naturally Better 2010).
Modifikasi yang dilakukan pada penelitian ini adalah membuat panel CLT
dimana arah serat susunan lamina (lembaran papan-papan) pada lapisan
membentuk sudut 450 dan sudut 900. Panel CLT dibuat dengan menggunakan
perekat.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan besarnya pengaruh orientasi
sudut lamina terhadap sifat fisik dan mekanik panel cross laminated timber dari
kayu kecapi (Sandoricum koetjape Merr) menggunakan perekat isosianat.
Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan informasi bahwa
kayu kecapi (Sandorium koetjape Merr) yang merupakan kayu rakyat, memiliki
potensi untuk dikembangkan sebagai bahan struktural dalam bentuk produk papan
laminasi silang atau biasa disebut Cross Laminated Timber (CLT). Produk ini
terutama dapat digunakan untuk mendukung pengadaan bahan baku secara
nasional sebagai komponen komposit untuk lantai, atap bangunan dan khususnya
panel dinding geser.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini meliputi persiapan pembuatan contoh uji dan pengujian sifat
fisis-mekanis panel CLT dilaksanakan pada bulan Agustus 2013 – Maret 2014 di
Workshop Pengerjaan Kayu pada Bagian Teknologi Peningkatan Mutu Kayu,
Laboratorium Keteknikan Kayu pada Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan
Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor,
Bogor. Pengujian dinding geser panel CLT dilakukan di Pusat Penelitian dan
Pengembangan Pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan Kementrian
Pekerjaan Umum, Bandung.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah kayu kecapi, perekat
isosianat, dan baut. Kayu kecapi diperoleh dari tempat penggergajian kayu yang
berlokasi di Kecamatan Sindangkerta, Kabupaten Bandung Barat, Provinsi Jawa
Barat.
3
Selain itu ada perekat isosianat sebagai penyambung lamina-lamina yang
disusun menjadi produk panel CLT. Perekat ini diproduksi oleh PolyOshika Co
Ltd di Jepang dan didistribusikan oleh PT Polychemi Asia Pasifik Indonesia.
Perekat tersebut termasuk ke dalam jenis perekat water based polymer isosyanate
(WBPI) tipe PI 127T (base resin 20 kg) dan H3M (hardener 3 kg). Pada proses
perekatannya, takaran perbandingan yang dipakai untuk base resin dan
hardenernya adalah 100 : 15, sedangkan untuk penyediaan baut diperoleh dari
toko material di Kabupaten Bogor.
Alat
Peralatan utama penelitian ini adalah Universal Testing Machine (UTM)
merk Instron series IX version 8.27.00 dengan kapasitas 5 ton yang digunakan
untuk pengujian sifat mekanis contoh uji cross laminated timber dengan alat
sambung perekat isosianat. Pengujian model komponen dinding geser shearwall
panel CLT dengan UTM Jack berkapasitas 100 ton, pompa hidrolik sebagai
penggerak UTM Jack, Data Logger sebagai pencatat beban, lendutan dan
tegangan-tegangan lain yang diperlukan serta Tranducer sebagai alat ukur
deformasi (defleksi). Selain itu, peralatan untuk pengujian sifat fisis panel CLT
seperti kerapatan, kadar air, kembang susut volume meliputi kaliper, timbangan
digital, oven, dan desikator. Peralatan yang digunakan untuk pengujian delaminasi
adalah water bath, wadah plastik (baskom), dan penggaris.
Selain peralatan utama, peralatan pendukung penelitian yang juga
digunakan meliputi alat-alat pengukur kadar air, pengeringan, penyerutan,
pemotongan sudut lamina dan pengempaan seperti moisture meter, kiln dry,
double planner, circular saw dan mesin kempa dingin. Pembuatan panel CLT
dilakukan dengan menggunakan baut dengan dibaut secara manual yang
sebelumnya kayu tersebut dibor terlebih dahulu supaya memudahkan proses
pembautan.
Prosedur Penelitian
Prosedur pembuatan panel CLT dapat dibagi kedalam beberapa tahapan
yaitu pembuatan papan dan pengeringan, pembuatan lamina, pemilahan lamina
menurut orientasi sudut lamina, penyusunan lamina, perekatan, pengempaan,
pengkondisian, pembuatan contoh uji, dan pengujian panel CLT.
Cross laminated timber (CLT) yang dibuat sebanyak 2 panel CLT lima
lapisan lamina dengan ukuran akhirnya 15 cm x 90 cm x 150 cm pada dimensi
tebal, lebar, dan panjang. Gambar 1 memperlihatkan diagram alir pembuatan
panel CLT.
4
Persiapan Bahan Baku
Pembuatan Lamina
Lamina Bersilang (450)
Lamina Bersilang (900)
Penyusunan Lamina
Cold Press
( t = ± 3 jam, P = 10 kg/cm²)
Perekat Isosianat
Pembentukan Panel CLT
(5 Lapisan Lamina)
Pengkondisian ± 1 minggu
Pembuatan contoh uji
Pengujian Sifat Fisis
ASTM D 143-2005
Pengujian Sifat Mekanis Shearwall
ISO/DIS 22452
Karakteristik Dinding Geser Panel CLT
Gambar 1 Bagan alir pembuatan panel CLT kayu Kecapi
5
Pembuatan Contoh Uji
Contoh uji sifat fisis dan mekanis didapatkan dari sisa pemotongan uji
dinding geser. Uji sifat fisis (kadar air, kerapatan, berat jenis dan kembang susut)
ditunjukkan oleh contoh uji A1 sampai dengan A4 dengan ukuran 5 cm x 5 cm x
15 cm sedangkan untuk uji sifat mekanis (kekuatan geser rekat) ditunjukkan oleh
contoh uji B1 sampai dengan B4 dan untuk uji delaminasi ditunjukkan oleh contoh
uji dengan huruf Z dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 15 cm. Gambar 2
memperlihatkan sketsa bentuk dari contoh uji.
Keterangan :
A1-A4: Pengujian sifat fisis (kadar air, kerapatan, berat jenis dan kembang susut)
B1-B4: Pengujian sifat mekanis (kekuatan geser rekat)
ZA1-ZA4: Pengujian delaminasi air panas
ZB1-ZB4: Pengujian delaminasi air dingin
Gambar 2 Pengambilan contoh uji sifat fisis, mekanis, dan uji racking
Pengujian Sifat Fisis Panel CLT
Pengujian sifat fisis panel CLT didasarkan pada standar ASTM D 143
(2005), meliputi kerapatan, kadar air, dan kembang susut dilakukan dengan
membuat contoh uji berukuran (5 x 5 x 15) cm untuk dimensi tebal, lebar, dan
panjang. Pengujian delaminasi sesuai standar Japanese Agricultural Standard for
Glued Laminated Timber Notification No. 234 tahun 2003 (JPIC 2003). Prosedur
pengujian sifat fisis tersebut adalah sebagai berikut:
Kerapatan merupakan nilai dari berat contoh uji sebelum di oven dibagi
dengan volume sebelum di oven, yaitu pada kondisi kering udara. Volume contoh
uji diukur dengan menggalikan panjang, lebar, dan tebalnya dengan alat pengukur
kaliper (VKU) dan selanjutnya ditimbang (BKU). Nilai kerapatan dihitung dengan
rumus:
6
Kerapatan p =
BK
VK
Kadar air merupakan hasil pembagian kandungan berat air terhadap berat kering
tanur dari contoh uji. Berat air adalah selisih dari berat contoh uji sebelum di oven
dikurangi berat kering tanur. Contoh uji kerapatan digunakan juga dalam
menentukan kadar air. Contoh uji dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya
(BKU) dan dikeringkan dalam oven pada suhu 103 ± 2 oC selama 24 jam atau
sampai mencapai berat konstan dan ditimbang sehingga diperoleh berat kering
tanur (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan rumus:
Kadar Air % =
BK − BK
BK
x
Pengujian susut kayu dirumuskan sebagai selisih antara volume kering
udara (VKU) dengan volume kering tanur (VKT) dibandingkan dengan volume
awalnya. Contoh uji kerapatan dan kadar air digunakan juga dalam menentukan
susut kayu. Contoh uji diukur tebal (arah radial), lebar (arah tangensial), dan
panjang (arah longitudinal) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh
dimensi awal. Contoh uji dioven pada suhu 103 ± 20C selama 24 jam. Contoh uji
dikeluarkan dari oven, kemudian diadakan pengukuran dimensinya kembali
sehingga diperoleh volume akhir. Nilai susut volume dihitung dengan rumus:
Susut Volume % =
VK − VK
x
VK
Pengujian pengembangan dapat dirumuskan sebagai selisih antara volume
basah (VBS) dengan volume kering udara (VKU) dibandingkan dengan volume
kering udaranya. Contoh uji diukur tebal (arah radial), lebar (arah tangensial), dan
panjang (arah longitudinal) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh
volume awal. Contoh uji direndam dalam air selama ± 1 minggu. Contoh uji
dikeluarkan dari air, kemudian diadakan pengukuran panjangnya kembali
sehingga diperoleh volume akhir. Nilai pengembangan volume dihitung dengan
rumus:
VB − VK
Pengembangan Volume % =
x
VK
Pengujian delaminasi dapat dirumuskan sebagai panjang garis rekat yang
terbuka dibagi dengan panjang garis yang direkat. Contoh uji dilakukan dengan
dua cara, yaitu perendaman dalam air dingin dan air panas. Perendaman dalam air
dingin dilakukan dengan merendam contoh uji dalam air pada suhu ruangan
selama 6 jam, kemudian contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu (40 ± 3)0C
selama 18 jam. Perendaman dalam air panas dilakukan dengan merebus contoh uji
dalam air mendidih (±1000C) selama 4 jam, kemudian dilanjutkan dengan
merendamnya dalam air pada suhu ruangan selama 1 jam. Setelah itu, contoh uji
dikeringkan dalam oven pada suhu (70 ± 3)0C selama 18 jam, kemudian dilakukan
pengukuran persentase lepasnya bagian garis rekat antar lamina (rasio delaminasi)
dengan rumus:
7
Rasio delaminasi (%) =
Panjang garis rekat yang terbuka (cm)
x 100
Panjang garis rekat yang direkat (cm)
Pengujian Sifat Mekanis Panel CLT
Pengujian sifat mekanis panel CLT meliputi kekuatan geser rekat sesuai
standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Metohds of Testing Small Clear
Specimens of Timber dan racking test (racking strength dan racking stiffness)
sesuai Standar Internasional ISO/DIS 22452 tentang Timber structures –
Structural insulated panel wall – test methods dilakukan sebagai berikut:
Berdasarkan prosedur pengujian kekuatan geser rekat (Gambar 3)
dilakukan dengan cara memberikan pembebanan yang diletakkan pada arah
sejajar serat dengan meletakkan contoh uji secara vertikal. Nilai beban maksimum
dibaca saat contoh uji mengalami kerusakan. Nilai kekuatan geser rekat dihitung
dengan rumus:
Beban maksimum (kg)
Kekuatan geser rekat (kg/cm2) =
Luas permukaan yang direkat (cm 2 )
Gambar 3 Pengujian kekuatan geser rekat
Pengujian Dinding Geser
Shearwal atau dinding geser (shearwall) sebagai komponen dinding
merupakan elemen vertikal pada sistem tahanan gaya lateral (lateral force
resisting) yang berfungsi menopang diafragma dan memindahkan gaya-gaya
lateral kearah pondasi (APA, 2004). Penelitian mengenai dinding geser panel
CLT telah dilakukan Dujic et al. (2007) pada bangunan yang terletak di daerah
rawan gempa, hasilnya menunjukkan bahwa dinding CLT memiliki kekakuan
(racking stiffness) dan kapasitas dukung beban (racking strength) yang relatif
tinggi. Kekakuan (racking stiffness) selanjutnya disebut kekakuan panel CLT
sedangkan untuk kekuatan (racking strength) selanjutnya disebut kekuatan penel
CLT.
Panel dinding geser panel CLT di uji berdasarkan standar ISO/DIS 22452
yaitu racking test dengan pembebanan horizontal sebesar 0.1 Fmax., estimasi
terhadap waktu. Pembebanan horizontal pada panel dilakukan dengan tiga
langkah, yaitu : 1) stabilishing load cycle berupa pembebanan selama 2 menit
sebesar 0.1 Fmax., estimasi dengan kecepatan pembebanan (2±0.5) mm/min, 2)
8
stiffness load cycle berupa penambahan beban sebesar 0.4 Fmax.., estimasi dengan
(2±0.5) mm/min selama 5 menit, dan 3) strength test berupa pembebanan sampai
mencapai Fmax dengan kecepatan pembebanan (4±1) mm/min. Tahapan
pengujian racking test disajikan pada Gambar 4 berikut,
Gambar 4 Prosedur racking test panel CLT berdasarkan ISO/DIS 22452
Hasil penelitian pengujian komponen struktur dinding geser (shear wall)
ini adalah nilai ketahanan gempa hasil uji lateral jenis kayu kecapi (Sandorium
koetjape Merr) berupa :
1. Kekakuan racking (racking stiffness) panel (Rᴋ), dihitung dengan rumus :
��−�
� �−�
Rᴋ = [∆�− ∆ ] + [∆ �− ∆ ] ��/��
2. Kekuatan racking (racking strength), yaitu berupa nilai maksimum beban
racking ( F max) yang diperoleh pada uji kekuatan.
3. Rekaman displacement dan kerusakan komponen pada panel shearwall
Perbandingan kekuatan dan kekakuan relatif berbagai desain konstruksi
shearwall pada jenis kayu kecapi.
Gambar 5 Pengujian racking test panel CLT menurut orientasi sudut lamina
Analisis Data
Sebaran data rataan sifat fisis dan mekanis panel CLT menggunakan perekat
isosianat ditampilkan dalam bentuk histogram. Analisis data pengamatan
dilakukan dengan menggunakan metoda deskriptif kuantitatif
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Panel CLT
Sifat fisis dari panel CLT yang diuji meliputi, kerapatan (KR), kadar air
(KA), pengembangan volume (KV), penyusutan volume (SV), delaminasi air
dingin (DAD) dan delaminasi air panas (DAP).
Kerapatan dan Kadar Air
Nilai rata-rata kerapatan panel Cross Laminated Timber yang didapat pada
orientasi sudut 900 adalah 0.48 g/cm³ dan 0.46 g/cm³ untuk orientasi sudut 450.
Pada Gambar 6 dapat dilihat bahwa nilai kerapatan pada setiap kombinasi CLT
tidak terlalu berbeda jauh. Hal ini menunjukkan bahwa orientasi sudut lamina
tidak memberikan pengaruh terhadap kerapatan panel CLT yang dihasilkan.
Menurut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI) berdasarkan kelas
kuatnya, kayu yang memiliki berat jenis 0.40-0.60 termasuk kedalam kelas kuat
III. Berdasarkan peraturan tersebut, apabila hanya didasarkan atas kerapatannya
maka panel CLT penelitian ini baik yang orientasi sudutnya 900 maupun 450
digolongkan kedalam kelas kuat III. Sifat ini dapat mempengaruhi kekuatan kayu,
semakin besar kerapatan dan berat jenis kayu maka akan semakin kuat kayu
tersebut (Mardikanto et al. 2011).
0.5
20
0.46
0.47
Kadar Air (%)
Kerapatan (g/cm³)
0.6
0.4
0.3
0.2
0.1
0
15
13.77
14.31
45
90
10
5
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
(a)
(b)
Gambar 6 Pola sebaran nilai kerapatan (a) dan kadar air (b) panel CLT
menurut orientasi sudut lamina.
Nilai rata-rata kadar air panel CLT yang didapat pada orientasi sudut 90 0
adalah 14.31% dan 13.77% untuk orientasi sudut 450. Data kadar air panel CLT
kayu kecapi yang dihasilkan sesuai dengan kisaran besarnya nilai kadar air untuk
iklim Indonesia yaitu sebesar 12-20% (Praptoyo 2010). Kadar air panel CLT yang
dihasilkan ternyata relatif sama atau tidak terlalu berbeda jauh antara panel CLT
900 dengan 450. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada pengaruh yang berarti dari
kombinasi orientasi sudut lamina panel CLT terhadap kadar air yang diperoleh.
10
Adapun penyebab nilai kadar air dari tiap CLT yang relatif memiliki nilai
yang sama adalah karena lamina-lamina tersebut sebelumnya telah dikeringkan
dan dikondisikan agar seragam kadar airnya atau telah mencapai kadar air kering
udara (kadar air kesetimbangan).
Kadar air kayu yang terdapat dalam satu jenis pohon yang sama itu
bervariasi tergantung pada tempat tumbuh dan umur pohon tersebut (Haygreen et
al. 2003). Nilai kadar air ini juga tergantung oleh kelembaban udara di sekitarnya.
Moody et al. (1999) menyatakan bahwa perbedaan maksimum kadar air setiap
lamina pada proses laminasi adalah 5%. Dengan demikiaan kayu kecapi yang
digunakan dalam pembuatan panel CLT ini telah memenuhi syarat teknis laminasi.
Pengembangan dan Penyusutan Volume
6
5
4.52
4
2.38
3
2
1
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
Penyusutan Volume (%)
Pengembangan Volume
(%)
Nilai rata-rata pengembangan volume panel CLT kayu kecapi yang didapat
pada orientasi sudut 900 adalah 2.38% dan 4.52% untuk orientasi sudut 450. Pada
Gambar 7 dapat dilihat bahwa nilai pengembangan volume terbesar dimiliki oleh
orientasi sudut 450. Berdasarkan hasil tersebut terlihat jelas adanya pengaruh dari
orientasi sudut lamina panel CLT terhadap besar kecilnya pengembangan volume
yang dihasilkan.
Ketika nilai pengembangan volume hanya didasarkan atas orientasi sudut,
dapat disimpulkan nilai pengembangan volume terbesar terdapat pada sudut 450.
Pada orientasi sudut 900 nilai pengembangan volume tersebut cenderung
menurun karena sudutnya diperbesar.
6
5
4.44
4
3
2.3
2
1
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
(a)
(b)
Gambar 7 Pola sebaran nilai pengembangan (a) dan penyusutan volume
(b) panel CLT menurut orientasi sudut lamina
Kesimpulan dari hasil tersebut adalah pada nilai pengembangan volume
dengan orientasi sudut lamina 450 lebih besar daripada sudut lamina 900, adanya
perlakuan orientasi sudut dapat mengurangi pengembangan volume CLT
dibandingkan dengan sejajat serat. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar
orientasi sudut pada bagian core CLT akan menurunkan nilai pengembangan
volumenya. Pengembangan volume ini berpengaruh terhadap stabilitas dimensi,
semakin kecil nilainya menunjukkan bahwa stabilitas dimensi yang dimiliki oleh
CLT tersebut semakin tinggi.
11
Berdasarkan hasil penelitian diperoleh nilai rataan penyusutan panel CLT
kayu kecapi yang didapat pada orientasi sudut 90 0 adalah 2.30% dan 4.44%
untuk orientasi sudut 450, dari hasil tersebut terlihat jelas adanya pengaruh dari
orientasi sudut setiap lamina terhadap besar kecilnya susut volume yang
dihasilkan.
Nilai penyusutan dengan orientasi sudut 900 lebih kecil dibandingkan
dengan sudut 45̊. Hal ini sesuai dengan teori Skaar (1972) dalam Sadiyo et al.
(2012) dimana lapisan luar (lamina sejajar) panel CLT akan menahan
pengembangan dan penyusutan lapisan dalam (lamina bersilang) dalam arah
transversal, sedangkan lapisan dalam (lamina bersilang) menahan pengembangan
dan penyusutan lapisan sejajar dalam arah transversal sesuai besar dari orientasi
sudut laminanya. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar sudut kemiringan
lamina pada bagian core CLT, maka akan semakin kecil pula nilai penyusutan
volumenya.
Delaminasi Air Dingin dan Panas
20
15
10
5
3.66
4.90
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
Delaminasi Air Panas (%)
Delaminasi Air Dingin (%)
Berdasarkan hasil penelitian nilai delaminasi air dingin yang dihasilkan
pada panel CLT dengan orientasi sudut 900 adalah 4.90% dan 3.66% untuk
orientasi sudut 450. Nilai delaminasi dengan perendaman air dingin panel CLT
ini tidak melebihi standar JAS (Japanese Agricultural Standard) yang
mensyaratkan bahwa nilai delaminasi dengan perendaman air dingin maksimal
10% (Gambar 8).
20
15
14.46
13.14
10
5
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
(a)
(b)
Gambar 8 Pola sebaran nilai delaminasi air dingin (a) dan air panas (b)
panel CLT menurut orientasi sudut lamina
Nilai rataan delaminasi air panas yang dihasilkan pada panel CLT dengan
orientasi sudut 900 adalah 13.14% dan 14.46% untuk orientasi sudut 450. Kualitas
panel CLT berdasarkan nilai delaminasi air panas/mendidih dari penelitian ini
belum memenuhi standar JAS 234:2003 yang mensyaratkan nilai delaminasi air
mendidih maksimal sebesar 5%. Hal tersebut menunjukkan bahwa perekat
isosianat tidak dapat bertahan pada rendaman air panas/mendidih, sehingga dapat
dikatakan perekat isosianat merupakan jenis perekat yang tidak cocok jika
diaplikasikan pada struktur bangunan eksterior dengan kondisi yang ekstrim.
12
Ekawati (1998) menyatakan bahwa nilai delaminasi dipengaruhi oleh
bidang geser, jenis perekat dan interaksinya. Ikatan perekat merupakan faktor
penentu baik tidaknya konstruksi lapisan-lapisan pembentuk panel CLT.
Sifat Mekanis Panel CLT
Kekuatan Geser Rekat
Kekuatan Geser Rekat
(kg/cm³)
Uji kekuatan geser rekat bertujuan untuk mengetahui besarnya kekuatan
perekat per satuan luas. Hasil rata-rata kekuatan geser rekat panel CLT 900 dan
450 masing masing adalah 26.92 kg/cm² dan 52.17 kg/cm² (Gambar 9).
Pada saat dilakukan pembebanan arah vertikal luas permukaan panel yang
dibebani dari arah berlawanan menyebabkan distribusi pembebanannya tidak
seragam. Perekatan yang kurang sempurna dapat terjadi akibat distribusi tekanan
kempa kurang merata, sehingga terjadi celah antara papan penyusun CLT. Celah
yang terdapat diantara penyusun CLT ini akan menyebabkan perlemahan
sambungan perekat.
Hasil nilai kekuatan rekat panel CLT kayu kecapi sejalan dengan
penelitian Tjondro (2013) yang menyatakan kuat geser perekat dengan bidang
kontak arah serat yang saling sejajar lebih besar dibandingkan jika kontak dengan
arah serat saling tegak lurus. Menurut Sadiyo et al. (2012) bidang kontak antara
serat dengan serat yang sejajar satu sama lain pada sepanjang bidang sambungan
memberikan kontribusi ikatan rekat yang lebih besar dibandingkan pada serat
yang tegak lurus.
100
80
60
52.17
40
26.92
20
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
Gambar 9 Pola sebaran nilai kekuatan geser rekat panel CLT menurut
orientasi sudut lamina
13
Pengujian Kerusakan Panel
Pengujian kerusakan panel CLT atau racking test bertujuan untuk
mengukur ketahanan dari dinding terhadap angin dan gaya yang dihasilkan oleh
gempa bumi Hansen (1985). Nilai racking test pada pengujian dinding geser CLT
kayu kecapi adalah untuk mengetahui nilai kekuatan dinding geser panel CLT
(racking stremgth), kekakuan dinding geser panel CLT (racking stiffness), dan
perlaihan (displacement), serta rekaman kerusakan pada dinding yang di
sebabkan oleh pembebanan yang di berikan pada pengujian.
Kekakuan dan Kekuatan Dinding Geser Panel CLT
8000
120
7711.83
7500
6813.22
7000
6500
6000
5500
5000
Racking Stremgth (N)
Racking Stiffness (N/mm)
Salah satu sifat yang ingin diketahui dari pengujian racking stiffness adalah
menentukan besar kekakuan dinding geser dari kedua panel CLT kayu kecapi.
Berdasarkan pengujian, diperoleh nilai racking stiffness pada CLT 900 sebesar
6813 N/mm dan 7711 N/mm pada CLT 450 (Gambar 10). Nilai racking stiffness
CLT 450 lebih besar di banding CLT 900. Hal ini menunjukkan bahwa CLT 450
lebih kaku di banding CLT 900. Menurut Dumanauw (1982) kekakuan
merupakan suatu ukuran yang mampu menahan perubahan bentuk dan
lengkungan. Nilai racking stiffness pada dinding geser menunjukkan besarnya
pembebanan yang diperlukan untuk menggeser panel dinding geser sejauh satu
millimeter. Tahap racking stiffness adalah tahap suatu benda uji masih dalam
batas proporsional karena dalam tahap ini panel CLT tidak mengalami kerusakan
dan perubahan bentuk akibat pembebanan yang diberikan. Pembebanan yang
diberikan pada tahap ini mengakibatkan panel CLT akan mengalami deformasi
namun setelah pembebanan dihilangkan atau dilepaskan maka panel CLT akan
kembali ke bentuk semula.
110
106.33
103.39
100
90
80
70
45
90
Orientasi sudut lamina panel CLT
45
90
Orientasi sudut lamina panel CLT
Gambar 10 Pola sebaran nilai kekakuan dan kekuatan dinding geser panel
CLT menurut orientasi sudut lamina
Menurut Gagnon dan Popovski (2011) hampir semua studi kasus di Eropa
sejauh ini berfokus terutama pada prediksi kekakuan dan bukan pada kekuatan
dari panel CLT. Berdasarkan hal tersebut, orientasi CLT kayu kecapi sudut 450
lebih baik di banding sudut 900 karena kekakuannya lebih besar sehingga lebih
14
sukar mengalami deformasi. Kekakuan berhubungan dengan ketahanan karena
sama-sama menerima gaya dari luar. Menurut Jang (2008) ketahanan panel CLT
sangat berhubungan erat dengan lebar panel CLT. Dimensi CLT dalam hal ini
memiliki ukuran yang sama sehingga jelas bahwa, orientasi penyusunan lamina
memberi pengaruh pada sifat kekakuan CLT kayu kecapi.
Berdasarkan pengujian, diperoleh nilai racking strength pada panel CLT
900 dan CLT 450 masing-masing adalah 103390 N dan 106330 N (Gambar 10).
Nilai racking strength pada CLT 450 lebih besar dibandingkan dengan CLT 900.
Menurut Sulystiawati et al. (2008) pengujian racking strength bertujuan untuk
mengetahui kekuatan maksimum yang dapat di tahan oleh panel CLT sebelum
mengalami kerusakan namun telah berubah bentuk. Dalam hal ini tingginya nilai
racking strength sejalan dengan tinggi kekakuannya.
Peralihan Dinding Geser Panel CLT
12
10
8
6
4
2
0
10.1097
8.072
45
90
Orientasi sudut lamina panel CLT
Dispacement Maximum
(mm)
Displacement stiffness
(mm)
Displacement atau peralihan dinding geser adalah perubahan dan
perpindahan suatu titik pada benda uji dari kedudukan semula akibat adanya gaya
luar atau pembebanan yang diberikan kepada benda tersebut. Nilai displacement
CLT 450 baik pada tahap kekakuan maupun kekuatan dinding geser panel CLT
lebih besar dibanding CLT 900. Nilai peralihan dinding geser maksimum pada
pengujian CLT 450 sebesar 56.24 mm dan 35.01 mm untuk CLT 900 sedangkan
pada tahap stiffness 10.11 mm untuk CLT 450 dan 8.07 mm untuk panel CLT
900. Hal ini berarti nilai CLT 450 mengalami perubahan bentuk dan perpindahan
yang lebih besar dibandingkan CLT 900(Gambar 11).
60
50
40
30
20
10
0
56.235
35.005
45
90
Orientasi sudut lamina panel CLT
Gambar 11 Pola sebaran nilai displacement stiffness dan maximum dinding
geser panel CLT menurut orientasi sudut lamina
15
pembebanan (tf)
5
4
3
Tr-1 Koreksi
2
Tr-5
1
Tr-6 Koreksi
Tr-8
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Deformasi (mm)
Gambar 12 Displacement stiffness panel CLT kayu Kecapi 450
pembebanan (tf)
6
4
Tr-1 koreksi
Tr-5
2
Tr-6 koreksi
Tr-8
0
0
2
4
6
8
10
Deformasi (mm)
Gambar 13 Displacement stiffness panel CLT kayu Kecapi 900
Pembebanan (tf)
15
10
Tr-1 Koreksi
Tr-5
5
Tr-6 Koreksi
Tr-8
0
0
10
20
30
40
50
60
Deformasi (mm)
Gambar 14 Displacement strength test panel CLT kayu Kecapi 450
16
Pembebanan (tf)
15
10
Tr-1 koreksi
Tr-5
5
Tr-6 koreksi
Tr-8
0
0
10
20
30
40
Deformasi (mm)
Gambar 15 Displacement strength test panel CLT kayu Kecapi 900
Gambar 16 Posisi Tranduser (titik-titik tujuan deformasi) panel CLT
Berdasarkan gambar grafik, deformasi ditinjau dari 4 titik pada panel CLT
yang menggambarkan perubahan bentuk CLT secara keseluruhan. Displacement
pada grafik menggambarkan displacement arah horizontal karena beban yang
diberikan berupa beban lateral atau beban samping, tidak ada beban arah vertikal
sehingga tidak terlalu berpengaruh akibat perubahannya yang sangat kecil
sehingga dapat diabaikan.
Titik yang ditinjau pada CLT umumnya mengalami deformasi maksimal
pada titik TR 1 koreksi dan TR 5 (Gambar 16) yaitu pada titik pada bagian kiri
atas dan kanan atas CLT. Hal ini disebabkan karena titik TR 1 koreksi
menyalurkan beban ke titik TR 5 tanpa ada penahan plat baja seperti pada titik TR
6 koreksi dan TR 8 sehingga mengakibatkan deformasi lebih besar pada titik TR 1
koreksi dan TR 5.
17
Berdasarkan ISO/DIS (2009) hubungan antara F maksimum dengan F
maksimum estimasi adalah ketercapaian F maksimum apabila terjadi deformasi
sebesar 100 mm. Deformasi yang terjadi pada CLT kedua orientasi sudut tidak
ada yang mencapai 100 mm namun sudah terjadi kerusakan pada rangka CLT.
Apabila ditinjau berdasarkan nilai deformasi, nilai F maksimum estimasi belum
sesuai dengan F maksimum yang seharusnya mampu ditahan oleh CLT kayu
Kecapi.
Rekaman kerusakan
Kerusakan panel CLT kayu kecapi terjadi pada bagian dasar dan pada
bagian pondasi penyangga yang berdekatan dengan plat baja yaitu berupa
pemadatan pori-pori kayu menjadi berwarna hitam serta kerusakan terjadi pada
bagian rangka pondasi penyangga panel CLT kayu kecapi. Kerusakan tidak terjadi
pada bagian tengah panel CLT kayu kecapi (utuh/tidak terjadi kerusakan yang
berarti).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan penelitian karakteristik cross laminated timber (CLT) kayu kecapi
berdasarkan orientasi sudut lamina dapat disimpulkan bahwa rata-rata kerapatan
dan kadar air panel CLT 900 dan panel CLT 450 kayu kecapi relatif sama (0.47
g/cm3 dan 0.46 g/cm3 dan 14.31% dan 13.77%) dan karena nilai tersebut masih
berada dalam kisaran kelas kuat yang sama menurut standar yang berlaku (PKKI
NI-5, 1961). Terdapat kecenderungan umum bahwa semakin besar sudut orientasi
lamina maka semakin rendah kembang dan susut volume panel CLT kayu kecapi.
Perekat isosianat relatif hanya kuat pada kondisi perendaman air dingin
dibandingkan dengan perendaman air panas. Nilai kekuatan geser rekat panel CLT
orientasi sudut 450 lebih tinggi daripada CLT 900 kayu kecapi, dengan demikian
panel CLT yang susunan laminanya sejajar serat lebih kuat menahan beban
dibandingkan susunan lamina yang membentuk atau saling tegak lurus. Panel
CLT kayu kecapi khususnya pada sudut 450 memiliki kekuatan racking yang
besar karena pengujian menunjukkan besarnya pembebanan maksimum atau
kerusakan pada rangka pondasi penyangga panel CLT. Nilai kekuatan CLT 450
dan 900 berbanding lurus dengan kekakuannya.
Saran
Berdasarkan hasil penelitian dan referensi dari literatur perlu dilakukan
penelitian lebih lanjut mengenai pembuatan CLT kayu kecapi dengan terlebih
dahulu mendesain rangka pendukung beban yang sangat kuat dibandingkan
kekuatan pada bidang panel CLT tersebut sehingga Festimasi menggambarkan
Fsebenarnya serta menggunakan uji siklik sehingga menggambarkan kekuatan
gempa. Panel CLT orientasi sudut 450 lebih kuat digunakan sebagai bahan
konstruksi dibandingkan panel CLT dengan orientasi sudut 900.
18
DAFTAR PUSTAKA
Associates H. 2010. Cross Laminated Timber. B & K Timber Structures A
Trading Division of B & K Steelwork Fabrications Limited.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2005. ASTM D-143.
Annual Book of ASTM Standards Volume 04-10, Wood. D143 (2005):
Standard Test Method for Small Clear Spesimen Of Wood. USA
Dumanauw J.F. 1982. Mengenal Kayu. PIKA (Pendidikan Industri Kayu Atas).
Jakarta (ID): Gramedia.
Ekawati D. 1998. Pengaruh Jenis Perekat dan Pengaturan Letak Kayu Meranti
Merah (Shorea spp) Serta Kelapa (Cocos nucifera) Terhadap Sifat Fisis
Mekanis Balok Lamina Contoh Kecil Bebas Cacat. [skripsi]. Bogor (ID):
Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Gagnon, Popovski. 2011. Structural Design of Cross Laminated Timber Elements.
Canada (CA): FPInnovations.
Hansen A.T. 1985. Shear Resistance of Wood Frame Walls. Technical
Information Group Division of Building Research. ISSN 0701-5216. Ottawa
Canada (CA): National Research Council.
Haygreen J.G, R. Shmulsky, J.L. Bowyer. 2003. Forest Products and Wood
Science, An Introduction. USA: The Lowa State University Press.
Heyne K. 1998. Tumbuhan Berguna Indonesia. Yayasan Sarana Warna Jaya.
Jakarta (ID): Koperasi Karyawan, Departemen Kehutanan.
[ISO] International Organization for Standardization. 2009. Timber Structures –
Structural Insulated Panel Wall – Test Methods. ISO/DIS 22452.
International Organization for Standardization. Geneva (SZ): ISO Pr.
Jang S.S. 2008. Racking Resistance of Shear Walls with Various Sheating
Materials and Openings. Dept. of Forest Products, Chungnam National
University, Taejon.
[JPIC] Japan Plywood Inspection Corporation. 2003. Japanese Agricultural
Standard for Glued Laminated Timber. Tokyo (JP): JPIC.
Mandang, Y. I. 2005. Kunci Identifikasi Kayu Asia Tenggara. Versi 2.2. Bogor
(ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan.
Mardikanto TR, Karlinasari L, Bahtiar ET. 2011. Sifat Mekanis Kayu. Bogor (ID):
IPB Press.
Moody RC, Hernandez R, Liu JY. 1999. Glued Structural Members. Di dalam :
Wood Handbook, Wood as an Engineering Material. Madison, WI : USDA,
Forest Service, Forest Products Laboratory. Hlm. 19.1-19.14.
[PKKI] Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia.PPKI N.I.-5. 1961. Bandung (ID):
Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik.
Praptoyo H. 2010. Sifat anatomi dan sifat fisika kayu mindi (Melia azedarach
Linn) dari hutan rakyat di Yogyakarta. Jurnal Ilmu Kehutanan. 4(1) : 21-27.
Perkins P, McCloskey K. 2010. A Strategic Plan for the Commercialization of
Cross-Laminated Timber in Canada and the United State. Canada (CA):
Canadian Wood Council.
19
Sadiyo S, Nugroho N, Massijaya YM, Mardiyanto, Ati TI. 2012. Pengaruh
kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik
cross laminated timber kayu manii (Maesopsis eminii Engl.). Bogor (ID):
Teknologi Hasil Hutan Institut Pertanian Bogor.
Seng OD. 1990. Berat jenis dari jenis-jenis kayu Indonesia dan pengertian
beratnya kayu untuk keperluan praktek. Pusat Riset dan Pengembangan
Hasil Hutan. Bogor (ID): Departemen Kehutanan.
Sulistyawati I, Nugroho N, Suryokusumo S, Hadi YS. 2008. Kekakuan dan
kekuatan lentur maksimum balok glulam dan utuh kayu akasia. J Teknik
Sipil 15(3):114-115.
Tjondro, J.A. 2013. Kuat lentur dan rigiditas balok dan lantai papan kayu laminasi
silang dengan perekat. Lembaga Penelitian dan Pengabdian Pada
Masyarakat. Bandung (ID): Universitas Katolik Parahyangan.
Wood Naturally Better. 2010. [Internet]. [diunduh 2014 September 24]. Tersedia
pada http://timber.org.au/structural timber
20
LAMPIRAN
Lampiran 1. Rata-rata sifat fisis panel CLT kayu kecapi
No
Contoh Uji
KR
(g/cm³)
KA (%) KV (%) SV (%)
DAD
(%)
DAP
(%)
1.
KC901
0.46
14.59
2.10
2.22
6.40
14.73
2.
KC902
0.48
13.84
2.02
2.20
3.98
14.55
3.
KC903
0.47
13.42
2.66
2.67
3.30
12.88
4.
KC904
0.48
15.37
2.74
2.12
5.93
10.39
5.
KC451
0.46
14.41
4.62
4.07
2.27
12.73
6.
KC452
0.45
13.92
4.50
4.47
3.33
20.00
7.
KC453
0.45
12.79
4.32
4.72
6.20
12.85
8.
KC454
0.46
13.93
4.65
4.50
2.85
12.25
Keterangan :
KC90 : Kayu kecapi orientasi sudut 900
KC45 : Kayu kecapi orientasi sudut 450
1-4 : ulangan ke-1sampai ke-4
21
Lampiran 2 Hasil kekuatan geser rekat panel CLT kayu kecapi
No
Contoh Uji
KGR (kg/cm³)
1.
KC901
22.65
2.
KC902
18.98
3.
KC903
33.75
4.
KC904
32.31
5.
KC451
30.67
6.
KC452
53.95
7.
KC453
67.29
8.
KC454
56.75
Keterangan :
KC90 : Kayu kecapi orientasi sudut 900
KC45 : Kayu kecapi orientasi sudut 450
1-4 : ulangan ke-1sampai ke-4
22
Lampiran 3 Hasil racking test panel CLT kayu kecapi
Contoh Uji
Racking
Racking
Displacement
CLT
strength (N)
stiffness
stiffness (mm)
(N/mm)
Displacement
maximum
(mm)
CLT KECAPI 106330
450
7711.83
10.11
56.24
CLT KECAPI 103390
900
6813.22
8.07
35.01
23
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Wonosobo 06 November 1992 dari pasangan Subandi
dan Ermi Inang. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Atas pada
tahun 2010 di SMA Korpri Bekasi. Pada tahun yang sama penulis diterima di
Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Pada tahun 2013 penulis mendapatkan beasiswa dari TANABE selama satu tahun.
Selama kuliah di IPB, penulis pernah menjabat sebagai Anggota Badan Eksekutif
Mahasiswa Fakultas Kehutanan (BEM E) Anggota Bidang Divisi Budaya
Olahraga dan Seni (BOS) periode tahun 2012-2013 dan sebagai Ketua Bidang
Divisi Budaya Olahraga dan Seni (BOS) periode tahun 2013-2014. Penulis aktif
di Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) dan pernah menjabat
sebagai anggota divisi internal pada tahun 2012-2013 hingga tahun 2013-2014.
Penulis juga pernah menjabat sebagai ketua Forester Cup (FORCUP) pada tahun
2012-2013. Selama masa pendidikan, penulis pernah melakukan Praktek
Pengenalan Ekosistem Hutan (2012) jalur Kamojang-Sancang Barat, Praktek
Pengolahan Hutan di Hutan Pendidikan Gunung Walat (2013), dan Praktek Kerja
Lapang di PT. Pindo Delli Pulp and Paper (2013). Sebagai salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Kehutanan, penulis melaksanakan penelitian dan
penyusunan skripsi dengan judul “Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu
Kecapi (Sandoricum koetjape Merr) Berdasarkan Orientasi Sudut Lamina”
dibawah bimbingan Prof Dr Ir Sucahyo Sadiyo, M.S.
KECAPI (Sandoricum koetjape Merr) BERDASARKAN
ORIENTASI SUDUT LAMINA
RIFKY FAISHAL
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakteristik Cross
Laminated Timber Kayu Kecapi (Sandoricum koetjape Merr) Berdasarkan
Orientasi Sudut Lamina adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2014
Rifky Faishal
NIM E24100054
ABSTRAK
RIFKY FAISHAL. Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Kecapi
(Sandoricum koetjape Merr) Berdasarkan Orientasi Sudut Lamina. Dibimbing
oleh SUCAHYO SADIYO.
Cross Laminated Timber (CLT) adalah panel berlapis dengan setiap lapisan
papan ditempatkan secara bersilang pada lapisan yang berdekatan untuk
meningkatkan kekakuan dan stabilitas. Tujuan penelitian ini adalah untuk
menentukan besarnya pengaruh orientasi sudut lamina terhadap sifat fisik dan
mekanik panel cross laminated timber dari kayu kecapi (Sandoricum koetjape
Merr) menggunakan perekat isosianat. Panel CLT terbuat dari kayu kecapi dengan
tebal 15 cm (lima lapis) dari papan dengan ukuran 3 cm x 18 cm x 150 cm dan
orientasi sudut sebesar 450 dan 900. Perekat yang digunakan adalah isosianat
dengan berat permukaan 280 g/m³. Pengujian sifat fisis yang dilakukan meliputi
kadar air, kerapatan, kembang/susut dan uji delaminasi. Selain itu terdapat
pengujian sifat mekanis terdiri dari geser rekat dan uji racking. Hasil uji racking
menunjukkan bahwa kekakuan CLT dengan sudut 450 lebih besar dibandingkan
sudut 900; begitu juga, hasil pengujian menunjukkan bahwa kekuatan sudut 450
lebih kuat dibandingkan sudut 900.
Kata kunci: cross laminated timber, kayu kecapi, isosianat, orientasi sudut.
ABSTRACT
RIFKY FAISHAL. Characteristics of Cross Laminated Timber Made from Kecapi
Wood (Sandoricum koetjape Merr) based on Angle Orientation, Supervised by
SUCAHYO SADIYO.
Cross Laminated Timber (CLT) is a multi-layer wooden panel made from
lumber. Each layer of boards are placed cross-wise to the adjacent layers for
increased rigidity and stability. The objectives of this research is used to
determine the magnitude of the influence of orientation angle of the lamina of the
mechanical and physical properties of cross laminated timber panels from kecapi
wood (Sandoricum koetjape Merr) by using isosianat adhesive. The CLT panel
was made from kecapi wood with 15 cm in thickness (five layers) from the board
with 3 cm x 18 cm x 150 cm in size and orientation angle 450 and 900. The
adhesive was used isosianat with surface weight 280 g/m³. Testing of the physical
properties of CLT consist of moisture content, density, shrink/swelling and
delamination test. Otherwise testing of mechanical properties of CLT include
bonding strength and racking test. Result of racking test show that CLT’s stiffness
at 450 angle larger than 900 angle; likewise, the strength of CLT show that at 450
angle stronger than 900 angle.
Keywords: cross laminated timber, kecapi wood, isosianat, angle orientation.
KARAKTERISTIK CROSS LAMINATED TIMBER KAYU
KECAPI (Sandoricum koetjape Merr) BERDASARKAN
ORIENTASI SUDUT LAMINA
RIFKY FAISHAL
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kehutanan
pada
Departemen Hasil Hutan
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Karakteristik cross laminated timber kayu kecapi (Sandoricum
koetjape Merr) berdasarkan orientasi sudut lamina
Nama
: Rifky Faishal
NIM
: E24100054
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Sucahyo Sadiyo, M.S
Pembimbing
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Fauzi Febrianto, M.S
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
penelitian ini dengan judul Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu Kecapi
(Sandoricum koetjape Merr) Berdasarkan Orientasi Sudut Lamina. Penelitian ini
dilaksanakan pada bulan Agustus 2013 hingga Maret 2014, di Workshop
Pengerjaan Kayu pada Bagian Teknologi Peningkatan Mutu Kayu, Laboratorium
Keteknikan Kayu pada Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu,
Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Pengujian dinding geser panel CLT dilakukan di Pusat Penelitian dan
Pengembangan Pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian
Pekerjaan Umum, Bandung.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Sucahyo Sadiyo,
M.S selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan
dalam mengerjakan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada
kedua orang tua Bapak Subandi, Ibu Ermi Inang, dan Adik Rafiandi Majid serta
Fahlianti Afif yang telah memberikan dorongan semangat. Ucapan terima kasih
disampaikan pula kepada teman-teman Fahutan 47, THH 47 khususnya divisi
RDBK 47, Elfina Yunisari, teman-teman dan semua pihak yang telah membantu
pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi.
Penulis sepenuhnya menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari
kesempurnaan. Harapan penulis semoga skripsi ini dapat memenuhi tujuan
penyusunan serta memberikan manfaat bagi pembaca sekalian. Semoga karya
ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2014
Rifky Faishal
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
3
Alat
3
Prosedur Penelitian
3
Pembuatan Contoh Uji
5
Pengujian Sifat Fisis panel CLT
5
Pengujian Sifat Mekanis panel CLT
7
Pengujian Dinding Geser
7
Analisis Data
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
9
Kerapatan dan Kadar Air
9
Pengembangan dan Penyusutan Volume
10
Delaminasi Air Dingin dan Air Panas
11
Kekuatan Geser Rekat
12
Kekakuan dan Kekuatan Dinding Geser Panel CLT
13
Peralihan Dinding Geser Panel CLT
14
Rekaman Kerusakan
17
SIMPULAN DAN SARAN
17
Simpulan
17
Saran
17
DAFTAR PUSTAKA
18
LAMPIRAN
20
RIWAYAT HIDUP
23
DAFTAR GAMBAR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Bagan alir pembuatan panel CLT kayu kecapi
Pengambilan contoh uji sifat fisis, mekanis, dan uji racking
Pengujian kekuatan geser rekat
Prosedur racking test panel CLT berdasarkan ISO/DIS 22452
Pengujian racking test panel CLT menurut orientasi sudut lamina
Pola sebaran nilai kerapatan dan kadar air panel CLT menurut
orientasi sudut lamina
7. Pola sebaran nilai pengembangan dan penyusutan volume panel CLT
menurut orientasi sudut lamina
8. Pola sebaran nilai delaminasi air dingin dan air panas panel CLT
menurut orientasi sudut lamina
9. Pola sebaran nilai kekuatan geser rekat panel CLT menurut orientasi
sudut lamina
10. Pola sebaran nilai kekakuan dan kekuatan dinding geser panel CLT
menurut orientasi sudut lamina
11. Pola sebaran nilai displacement stiffness dan maximum panel CLT
menurut orientasi sudut lamina
12. Displacement stiffness panel CLT kayu kecapi 450
13. Displacement stiffness panel CLT kayu kecapi 900
14. Displacement strength test panel CLT kayu kecapi 450
15. Displacement strength test panel CLT kayu kecapi 900
16. Posisi tranduser (titik titik tujuan deformasi) panel CLT
4
5
7
8
8
9
10
11
12
13
14
15
15
15
16
16
DAFTAR LAMPIRAN
1. Data rata-rata sifat fisis panel CLT kayu kecapi
2. Data kekuatan geser rekat panel CLT kayu kecapi
3. Data racking test panel CLT kayu kecapi
20
21
22
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kebutuhan kayu sebagai bahan bangunan dan bahan baku industri pada saat
ini cenderung semakin meningkat, sedangkan pasokan kayu dari hutan alam yang
mempunyai diameter besar dan kualitas yang bagus sudah tidak mencukupi
karena adanya eksploitasi berlebihan, konversi lahan, bencana alam, dan besarnya
limbah dari penebangan. Hal ini menyebabkan konsumen beralih pada kayu yang
berasal dari hutan rakyat untuk dapat memenuhi kebutuhan kayu sebagai bahan
baku struktural. Akan tetapi, kayu yang berasal dari hutan rakyat memiliki
diameter yang kecil dan kualitasnya tidak sebaik yang berasal dari hutan alam.
Selain itu, kayu dari hutan rakyat ini biasanya memiliki kualitas yang rendah,
sehingga penggunaan yang tidak sesuai akan berdampak pada pemborosan bahan
baku dan dapat merugikan konsumen yang memakai produk dari kayu tersebut.
Pohon kecapi termasuk ke dalam pohon buah-buahan, tingginya dapat
mencapai 25 – 30 m dengan diameter 70 – 90 cm, sehingga potensial
dimanfaatkan sebagai salah satu alternatif bahan baku konstruksi. Bila digergaji
menjadi papan, kayu kecapi bertekstur kasar dan warnanya kurang bagus, juga
tidak dapat dikerjakan menjadi licin. Kayu kecapi mempunyai kayu teras
berwarna putih-kelabu sampai cokelat muda, gambar polos, dan tekstur agak kasar
(Mandang 2005). Selain itu, kayu kecapi pada umumnya ringan dan awet
sehingga biasanya digunakan untuk komponen bagian atas rumah seperti reng
atau kaso (Heyne, 1988). Seng (1990) melaporkan bahwa berdasarkan pengujian
11 contoh uji bagian teras (heartwood) memperlihatkan bahwa kayu kecapi
memiliki BJ 0,49±0,048, dan tergolong dalam kelas kuat III-IV dan kelas awet
IV-V.
Penggunaan kayu-kayu yang berdiameter kecil dan berkualitas rendah dari
hutan rakyat dapat dimodifikasikan dalam pembuatan produk untuk bahan
struktural yang berkualitas tinggi. Salah satunya adalah teknologi pembuatan
Papan Laminasi Silang atau biasa disebut CLT (Cross Laminated Timber). CLT
merupakan produk rekayasa kayu yang dibentuk dengan cara menyusun sejumlah
lapisan kayu yang dikenal sebagai lamina secara bersilangan satu sama lainnya
dan kemudian direkatkan (Associates, 2010). Menurut Perkins dan McCloskey
(2010), CLT dibentuk dengan 3 sampai 7 lapisan kayu atau papan yang disusun
satu sama lain secara bersilangan dan direkatkan bersama dengan tekanan hidrolik
pada seluruh bagian permukaan atau dapat dengan dipaku. Setiap lapisan terdiri
dari papan dengan berbagai ketebalan laminasi.
CLT merupakan perpanjangan dari teknologi rekayasa produk kayu lapis
dengan lapisan laminasi silang dari veneer yang telah dikenal memiliki sifat-sifat
unggul karena adanya penataan lapisan yang saling bersilangan arah transversal
dan longitudinal.
2
Produk CLT ini menggunakan kayu dengan memanfaatkan sifat struktural
dari kayu tersebut dengan mendistribusikan kekuatan sepanjang serat kayu pada
kedua arah. Produk CLT juga memiliki stabilitas dimensi yang stabil karena rasio
kembang susut pada dua arah (panjang dan lebar) dapat mendekati satu. Lapisan
yang saling tegak lurus memungkinkan mendistribusikan beban ke semua sisi
dengan lebih merata sehingga dapat dipergunakan untuk produk konstruksi (Wood
Naturally Better 2010).
Modifikasi yang dilakukan pada penelitian ini adalah membuat panel CLT
dimana arah serat susunan lamina (lembaran papan-papan) pada lapisan
membentuk sudut 450 dan sudut 900. Panel CLT dibuat dengan menggunakan
perekat.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan besarnya pengaruh orientasi
sudut lamina terhadap sifat fisik dan mekanik panel cross laminated timber dari
kayu kecapi (Sandoricum koetjape Merr) menggunakan perekat isosianat.
Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan informasi bahwa
kayu kecapi (Sandorium koetjape Merr) yang merupakan kayu rakyat, memiliki
potensi untuk dikembangkan sebagai bahan struktural dalam bentuk produk papan
laminasi silang atau biasa disebut Cross Laminated Timber (CLT). Produk ini
terutama dapat digunakan untuk mendukung pengadaan bahan baku secara
nasional sebagai komponen komposit untuk lantai, atap bangunan dan khususnya
panel dinding geser.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini meliputi persiapan pembuatan contoh uji dan pengujian sifat
fisis-mekanis panel CLT dilaksanakan pada bulan Agustus 2013 – Maret 2014 di
Workshop Pengerjaan Kayu pada Bagian Teknologi Peningkatan Mutu Kayu,
Laboratorium Keteknikan Kayu pada Bagian Rekayasa dan Desain Bangunan
Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor,
Bogor. Pengujian dinding geser panel CLT dilakukan di Pusat Penelitian dan
Pengembangan Pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan Kementrian
Pekerjaan Umum, Bandung.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah kayu kecapi, perekat
isosianat, dan baut. Kayu kecapi diperoleh dari tempat penggergajian kayu yang
berlokasi di Kecamatan Sindangkerta, Kabupaten Bandung Barat, Provinsi Jawa
Barat.
3
Selain itu ada perekat isosianat sebagai penyambung lamina-lamina yang
disusun menjadi produk panel CLT. Perekat ini diproduksi oleh PolyOshika Co
Ltd di Jepang dan didistribusikan oleh PT Polychemi Asia Pasifik Indonesia.
Perekat tersebut termasuk ke dalam jenis perekat water based polymer isosyanate
(WBPI) tipe PI 127T (base resin 20 kg) dan H3M (hardener 3 kg). Pada proses
perekatannya, takaran perbandingan yang dipakai untuk base resin dan
hardenernya adalah 100 : 15, sedangkan untuk penyediaan baut diperoleh dari
toko material di Kabupaten Bogor.
Alat
Peralatan utama penelitian ini adalah Universal Testing Machine (UTM)
merk Instron series IX version 8.27.00 dengan kapasitas 5 ton yang digunakan
untuk pengujian sifat mekanis contoh uji cross laminated timber dengan alat
sambung perekat isosianat. Pengujian model komponen dinding geser shearwall
panel CLT dengan UTM Jack berkapasitas 100 ton, pompa hidrolik sebagai
penggerak UTM Jack, Data Logger sebagai pencatat beban, lendutan dan
tegangan-tegangan lain yang diperlukan serta Tranducer sebagai alat ukur
deformasi (defleksi). Selain itu, peralatan untuk pengujian sifat fisis panel CLT
seperti kerapatan, kadar air, kembang susut volume meliputi kaliper, timbangan
digital, oven, dan desikator. Peralatan yang digunakan untuk pengujian delaminasi
adalah water bath, wadah plastik (baskom), dan penggaris.
Selain peralatan utama, peralatan pendukung penelitian yang juga
digunakan meliputi alat-alat pengukur kadar air, pengeringan, penyerutan,
pemotongan sudut lamina dan pengempaan seperti moisture meter, kiln dry,
double planner, circular saw dan mesin kempa dingin. Pembuatan panel CLT
dilakukan dengan menggunakan baut dengan dibaut secara manual yang
sebelumnya kayu tersebut dibor terlebih dahulu supaya memudahkan proses
pembautan.
Prosedur Penelitian
Prosedur pembuatan panel CLT dapat dibagi kedalam beberapa tahapan
yaitu pembuatan papan dan pengeringan, pembuatan lamina, pemilahan lamina
menurut orientasi sudut lamina, penyusunan lamina, perekatan, pengempaan,
pengkondisian, pembuatan contoh uji, dan pengujian panel CLT.
Cross laminated timber (CLT) yang dibuat sebanyak 2 panel CLT lima
lapisan lamina dengan ukuran akhirnya 15 cm x 90 cm x 150 cm pada dimensi
tebal, lebar, dan panjang. Gambar 1 memperlihatkan diagram alir pembuatan
panel CLT.
4
Persiapan Bahan Baku
Pembuatan Lamina
Lamina Bersilang (450)
Lamina Bersilang (900)
Penyusunan Lamina
Cold Press
( t = ± 3 jam, P = 10 kg/cm²)
Perekat Isosianat
Pembentukan Panel CLT
(5 Lapisan Lamina)
Pengkondisian ± 1 minggu
Pembuatan contoh uji
Pengujian Sifat Fisis
ASTM D 143-2005
Pengujian Sifat Mekanis Shearwall
ISO/DIS 22452
Karakteristik Dinding Geser Panel CLT
Gambar 1 Bagan alir pembuatan panel CLT kayu Kecapi
5
Pembuatan Contoh Uji
Contoh uji sifat fisis dan mekanis didapatkan dari sisa pemotongan uji
dinding geser. Uji sifat fisis (kadar air, kerapatan, berat jenis dan kembang susut)
ditunjukkan oleh contoh uji A1 sampai dengan A4 dengan ukuran 5 cm x 5 cm x
15 cm sedangkan untuk uji sifat mekanis (kekuatan geser rekat) ditunjukkan oleh
contoh uji B1 sampai dengan B4 dan untuk uji delaminasi ditunjukkan oleh contoh
uji dengan huruf Z dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 15 cm. Gambar 2
memperlihatkan sketsa bentuk dari contoh uji.
Keterangan :
A1-A4: Pengujian sifat fisis (kadar air, kerapatan, berat jenis dan kembang susut)
B1-B4: Pengujian sifat mekanis (kekuatan geser rekat)
ZA1-ZA4: Pengujian delaminasi air panas
ZB1-ZB4: Pengujian delaminasi air dingin
Gambar 2 Pengambilan contoh uji sifat fisis, mekanis, dan uji racking
Pengujian Sifat Fisis Panel CLT
Pengujian sifat fisis panel CLT didasarkan pada standar ASTM D 143
(2005), meliputi kerapatan, kadar air, dan kembang susut dilakukan dengan
membuat contoh uji berukuran (5 x 5 x 15) cm untuk dimensi tebal, lebar, dan
panjang. Pengujian delaminasi sesuai standar Japanese Agricultural Standard for
Glued Laminated Timber Notification No. 234 tahun 2003 (JPIC 2003). Prosedur
pengujian sifat fisis tersebut adalah sebagai berikut:
Kerapatan merupakan nilai dari berat contoh uji sebelum di oven dibagi
dengan volume sebelum di oven, yaitu pada kondisi kering udara. Volume contoh
uji diukur dengan menggalikan panjang, lebar, dan tebalnya dengan alat pengukur
kaliper (VKU) dan selanjutnya ditimbang (BKU). Nilai kerapatan dihitung dengan
rumus:
6
Kerapatan p =
BK
VK
Kadar air merupakan hasil pembagian kandungan berat air terhadap berat kering
tanur dari contoh uji. Berat air adalah selisih dari berat contoh uji sebelum di oven
dikurangi berat kering tanur. Contoh uji kerapatan digunakan juga dalam
menentukan kadar air. Contoh uji dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya
(BKU) dan dikeringkan dalam oven pada suhu 103 ± 2 oC selama 24 jam atau
sampai mencapai berat konstan dan ditimbang sehingga diperoleh berat kering
tanur (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan rumus:
Kadar Air % =
BK − BK
BK
x
Pengujian susut kayu dirumuskan sebagai selisih antara volume kering
udara (VKU) dengan volume kering tanur (VKT) dibandingkan dengan volume
awalnya. Contoh uji kerapatan dan kadar air digunakan juga dalam menentukan
susut kayu. Contoh uji diukur tebal (arah radial), lebar (arah tangensial), dan
panjang (arah longitudinal) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh
dimensi awal. Contoh uji dioven pada suhu 103 ± 20C selama 24 jam. Contoh uji
dikeluarkan dari oven, kemudian diadakan pengukuran dimensinya kembali
sehingga diperoleh volume akhir. Nilai susut volume dihitung dengan rumus:
Susut Volume % =
VK − VK
x
VK
Pengujian pengembangan dapat dirumuskan sebagai selisih antara volume
basah (VBS) dengan volume kering udara (VKU) dibandingkan dengan volume
kering udaranya. Contoh uji diukur tebal (arah radial), lebar (arah tangensial), dan
panjang (arah longitudinal) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh
volume awal. Contoh uji direndam dalam air selama ± 1 minggu. Contoh uji
dikeluarkan dari air, kemudian diadakan pengukuran panjangnya kembali
sehingga diperoleh volume akhir. Nilai pengembangan volume dihitung dengan
rumus:
VB − VK
Pengembangan Volume % =
x
VK
Pengujian delaminasi dapat dirumuskan sebagai panjang garis rekat yang
terbuka dibagi dengan panjang garis yang direkat. Contoh uji dilakukan dengan
dua cara, yaitu perendaman dalam air dingin dan air panas. Perendaman dalam air
dingin dilakukan dengan merendam contoh uji dalam air pada suhu ruangan
selama 6 jam, kemudian contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu (40 ± 3)0C
selama 18 jam. Perendaman dalam air panas dilakukan dengan merebus contoh uji
dalam air mendidih (±1000C) selama 4 jam, kemudian dilanjutkan dengan
merendamnya dalam air pada suhu ruangan selama 1 jam. Setelah itu, contoh uji
dikeringkan dalam oven pada suhu (70 ± 3)0C selama 18 jam, kemudian dilakukan
pengukuran persentase lepasnya bagian garis rekat antar lamina (rasio delaminasi)
dengan rumus:
7
Rasio delaminasi (%) =
Panjang garis rekat yang terbuka (cm)
x 100
Panjang garis rekat yang direkat (cm)
Pengujian Sifat Mekanis Panel CLT
Pengujian sifat mekanis panel CLT meliputi kekuatan geser rekat sesuai
standar ASTM D 143 (2005) tentang Standard Metohds of Testing Small Clear
Specimens of Timber dan racking test (racking strength dan racking stiffness)
sesuai Standar Internasional ISO/DIS 22452 tentang Timber structures –
Structural insulated panel wall – test methods dilakukan sebagai berikut:
Berdasarkan prosedur pengujian kekuatan geser rekat (Gambar 3)
dilakukan dengan cara memberikan pembebanan yang diletakkan pada arah
sejajar serat dengan meletakkan contoh uji secara vertikal. Nilai beban maksimum
dibaca saat contoh uji mengalami kerusakan. Nilai kekuatan geser rekat dihitung
dengan rumus:
Beban maksimum (kg)
Kekuatan geser rekat (kg/cm2) =
Luas permukaan yang direkat (cm 2 )
Gambar 3 Pengujian kekuatan geser rekat
Pengujian Dinding Geser
Shearwal atau dinding geser (shearwall) sebagai komponen dinding
merupakan elemen vertikal pada sistem tahanan gaya lateral (lateral force
resisting) yang berfungsi menopang diafragma dan memindahkan gaya-gaya
lateral kearah pondasi (APA, 2004). Penelitian mengenai dinding geser panel
CLT telah dilakukan Dujic et al. (2007) pada bangunan yang terletak di daerah
rawan gempa, hasilnya menunjukkan bahwa dinding CLT memiliki kekakuan
(racking stiffness) dan kapasitas dukung beban (racking strength) yang relatif
tinggi. Kekakuan (racking stiffness) selanjutnya disebut kekakuan panel CLT
sedangkan untuk kekuatan (racking strength) selanjutnya disebut kekuatan penel
CLT.
Panel dinding geser panel CLT di uji berdasarkan standar ISO/DIS 22452
yaitu racking test dengan pembebanan horizontal sebesar 0.1 Fmax., estimasi
terhadap waktu. Pembebanan horizontal pada panel dilakukan dengan tiga
langkah, yaitu : 1) stabilishing load cycle berupa pembebanan selama 2 menit
sebesar 0.1 Fmax., estimasi dengan kecepatan pembebanan (2±0.5) mm/min, 2)
8
stiffness load cycle berupa penambahan beban sebesar 0.4 Fmax.., estimasi dengan
(2±0.5) mm/min selama 5 menit, dan 3) strength test berupa pembebanan sampai
mencapai Fmax dengan kecepatan pembebanan (4±1) mm/min. Tahapan
pengujian racking test disajikan pada Gambar 4 berikut,
Gambar 4 Prosedur racking test panel CLT berdasarkan ISO/DIS 22452
Hasil penelitian pengujian komponen struktur dinding geser (shear wall)
ini adalah nilai ketahanan gempa hasil uji lateral jenis kayu kecapi (Sandorium
koetjape Merr) berupa :
1. Kekakuan racking (racking stiffness) panel (Rᴋ), dihitung dengan rumus :
��−�
� �−�
Rᴋ = [∆�− ∆ ] + [∆ �− ∆ ] ��/��
2. Kekuatan racking (racking strength), yaitu berupa nilai maksimum beban
racking ( F max) yang diperoleh pada uji kekuatan.
3. Rekaman displacement dan kerusakan komponen pada panel shearwall
Perbandingan kekuatan dan kekakuan relatif berbagai desain konstruksi
shearwall pada jenis kayu kecapi.
Gambar 5 Pengujian racking test panel CLT menurut orientasi sudut lamina
Analisis Data
Sebaran data rataan sifat fisis dan mekanis panel CLT menggunakan perekat
isosianat ditampilkan dalam bentuk histogram. Analisis data pengamatan
dilakukan dengan menggunakan metoda deskriptif kuantitatif
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Panel CLT
Sifat fisis dari panel CLT yang diuji meliputi, kerapatan (KR), kadar air
(KA), pengembangan volume (KV), penyusutan volume (SV), delaminasi air
dingin (DAD) dan delaminasi air panas (DAP).
Kerapatan dan Kadar Air
Nilai rata-rata kerapatan panel Cross Laminated Timber yang didapat pada
orientasi sudut 900 adalah 0.48 g/cm³ dan 0.46 g/cm³ untuk orientasi sudut 450.
Pada Gambar 6 dapat dilihat bahwa nilai kerapatan pada setiap kombinasi CLT
tidak terlalu berbeda jauh. Hal ini menunjukkan bahwa orientasi sudut lamina
tidak memberikan pengaruh terhadap kerapatan panel CLT yang dihasilkan.
Menurut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI) berdasarkan kelas
kuatnya, kayu yang memiliki berat jenis 0.40-0.60 termasuk kedalam kelas kuat
III. Berdasarkan peraturan tersebut, apabila hanya didasarkan atas kerapatannya
maka panel CLT penelitian ini baik yang orientasi sudutnya 900 maupun 450
digolongkan kedalam kelas kuat III. Sifat ini dapat mempengaruhi kekuatan kayu,
semakin besar kerapatan dan berat jenis kayu maka akan semakin kuat kayu
tersebut (Mardikanto et al. 2011).
0.5
20
0.46
0.47
Kadar Air (%)
Kerapatan (g/cm³)
0.6
0.4
0.3
0.2
0.1
0
15
13.77
14.31
45
90
10
5
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
(a)
(b)
Gambar 6 Pola sebaran nilai kerapatan (a) dan kadar air (b) panel CLT
menurut orientasi sudut lamina.
Nilai rata-rata kadar air panel CLT yang didapat pada orientasi sudut 90 0
adalah 14.31% dan 13.77% untuk orientasi sudut 450. Data kadar air panel CLT
kayu kecapi yang dihasilkan sesuai dengan kisaran besarnya nilai kadar air untuk
iklim Indonesia yaitu sebesar 12-20% (Praptoyo 2010). Kadar air panel CLT yang
dihasilkan ternyata relatif sama atau tidak terlalu berbeda jauh antara panel CLT
900 dengan 450. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada pengaruh yang berarti dari
kombinasi orientasi sudut lamina panel CLT terhadap kadar air yang diperoleh.
10
Adapun penyebab nilai kadar air dari tiap CLT yang relatif memiliki nilai
yang sama adalah karena lamina-lamina tersebut sebelumnya telah dikeringkan
dan dikondisikan agar seragam kadar airnya atau telah mencapai kadar air kering
udara (kadar air kesetimbangan).
Kadar air kayu yang terdapat dalam satu jenis pohon yang sama itu
bervariasi tergantung pada tempat tumbuh dan umur pohon tersebut (Haygreen et
al. 2003). Nilai kadar air ini juga tergantung oleh kelembaban udara di sekitarnya.
Moody et al. (1999) menyatakan bahwa perbedaan maksimum kadar air setiap
lamina pada proses laminasi adalah 5%. Dengan demikiaan kayu kecapi yang
digunakan dalam pembuatan panel CLT ini telah memenuhi syarat teknis laminasi.
Pengembangan dan Penyusutan Volume
6
5
4.52
4
2.38
3
2
1
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
Penyusutan Volume (%)
Pengembangan Volume
(%)
Nilai rata-rata pengembangan volume panel CLT kayu kecapi yang didapat
pada orientasi sudut 900 adalah 2.38% dan 4.52% untuk orientasi sudut 450. Pada
Gambar 7 dapat dilihat bahwa nilai pengembangan volume terbesar dimiliki oleh
orientasi sudut 450. Berdasarkan hasil tersebut terlihat jelas adanya pengaruh dari
orientasi sudut lamina panel CLT terhadap besar kecilnya pengembangan volume
yang dihasilkan.
Ketika nilai pengembangan volume hanya didasarkan atas orientasi sudut,
dapat disimpulkan nilai pengembangan volume terbesar terdapat pada sudut 450.
Pada orientasi sudut 900 nilai pengembangan volume tersebut cenderung
menurun karena sudutnya diperbesar.
6
5
4.44
4
3
2.3
2
1
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
(a)
(b)
Gambar 7 Pola sebaran nilai pengembangan (a) dan penyusutan volume
(b) panel CLT menurut orientasi sudut lamina
Kesimpulan dari hasil tersebut adalah pada nilai pengembangan volume
dengan orientasi sudut lamina 450 lebih besar daripada sudut lamina 900, adanya
perlakuan orientasi sudut dapat mengurangi pengembangan volume CLT
dibandingkan dengan sejajat serat. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar
orientasi sudut pada bagian core CLT akan menurunkan nilai pengembangan
volumenya. Pengembangan volume ini berpengaruh terhadap stabilitas dimensi,
semakin kecil nilainya menunjukkan bahwa stabilitas dimensi yang dimiliki oleh
CLT tersebut semakin tinggi.
11
Berdasarkan hasil penelitian diperoleh nilai rataan penyusutan panel CLT
kayu kecapi yang didapat pada orientasi sudut 90 0 adalah 2.30% dan 4.44%
untuk orientasi sudut 450, dari hasil tersebut terlihat jelas adanya pengaruh dari
orientasi sudut setiap lamina terhadap besar kecilnya susut volume yang
dihasilkan.
Nilai penyusutan dengan orientasi sudut 900 lebih kecil dibandingkan
dengan sudut 45̊. Hal ini sesuai dengan teori Skaar (1972) dalam Sadiyo et al.
(2012) dimana lapisan luar (lamina sejajar) panel CLT akan menahan
pengembangan dan penyusutan lapisan dalam (lamina bersilang) dalam arah
transversal, sedangkan lapisan dalam (lamina bersilang) menahan pengembangan
dan penyusutan lapisan sejajar dalam arah transversal sesuai besar dari orientasi
sudut laminanya. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar sudut kemiringan
lamina pada bagian core CLT, maka akan semakin kecil pula nilai penyusutan
volumenya.
Delaminasi Air Dingin dan Panas
20
15
10
5
3.66
4.90
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
Delaminasi Air Panas (%)
Delaminasi Air Dingin (%)
Berdasarkan hasil penelitian nilai delaminasi air dingin yang dihasilkan
pada panel CLT dengan orientasi sudut 900 adalah 4.90% dan 3.66% untuk
orientasi sudut 450. Nilai delaminasi dengan perendaman air dingin panel CLT
ini tidak melebihi standar JAS (Japanese Agricultural Standard) yang
mensyaratkan bahwa nilai delaminasi dengan perendaman air dingin maksimal
10% (Gambar 8).
20
15
14.46
13.14
10
5
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
(a)
(b)
Gambar 8 Pola sebaran nilai delaminasi air dingin (a) dan air panas (b)
panel CLT menurut orientasi sudut lamina
Nilai rataan delaminasi air panas yang dihasilkan pada panel CLT dengan
orientasi sudut 900 adalah 13.14% dan 14.46% untuk orientasi sudut 450. Kualitas
panel CLT berdasarkan nilai delaminasi air panas/mendidih dari penelitian ini
belum memenuhi standar JAS 234:2003 yang mensyaratkan nilai delaminasi air
mendidih maksimal sebesar 5%. Hal tersebut menunjukkan bahwa perekat
isosianat tidak dapat bertahan pada rendaman air panas/mendidih, sehingga dapat
dikatakan perekat isosianat merupakan jenis perekat yang tidak cocok jika
diaplikasikan pada struktur bangunan eksterior dengan kondisi yang ekstrim.
12
Ekawati (1998) menyatakan bahwa nilai delaminasi dipengaruhi oleh
bidang geser, jenis perekat dan interaksinya. Ikatan perekat merupakan faktor
penentu baik tidaknya konstruksi lapisan-lapisan pembentuk panel CLT.
Sifat Mekanis Panel CLT
Kekuatan Geser Rekat
Kekuatan Geser Rekat
(kg/cm³)
Uji kekuatan geser rekat bertujuan untuk mengetahui besarnya kekuatan
perekat per satuan luas. Hasil rata-rata kekuatan geser rekat panel CLT 900 dan
450 masing masing adalah 26.92 kg/cm² dan 52.17 kg/cm² (Gambar 9).
Pada saat dilakukan pembebanan arah vertikal luas permukaan panel yang
dibebani dari arah berlawanan menyebabkan distribusi pembebanannya tidak
seragam. Perekatan yang kurang sempurna dapat terjadi akibat distribusi tekanan
kempa kurang merata, sehingga terjadi celah antara papan penyusun CLT. Celah
yang terdapat diantara penyusun CLT ini akan menyebabkan perlemahan
sambungan perekat.
Hasil nilai kekuatan rekat panel CLT kayu kecapi sejalan dengan
penelitian Tjondro (2013) yang menyatakan kuat geser perekat dengan bidang
kontak arah serat yang saling sejajar lebih besar dibandingkan jika kontak dengan
arah serat saling tegak lurus. Menurut Sadiyo et al. (2012) bidang kontak antara
serat dengan serat yang sejajar satu sama lain pada sepanjang bidang sambungan
memberikan kontribusi ikatan rekat yang lebih besar dibandingkan pada serat
yang tegak lurus.
100
80
60
52.17
40
26.92
20
0
45
90
Orientasi Sudut Lamina Panel CLT
Gambar 9 Pola sebaran nilai kekuatan geser rekat panel CLT menurut
orientasi sudut lamina
13
Pengujian Kerusakan Panel
Pengujian kerusakan panel CLT atau racking test bertujuan untuk
mengukur ketahanan dari dinding terhadap angin dan gaya yang dihasilkan oleh
gempa bumi Hansen (1985). Nilai racking test pada pengujian dinding geser CLT
kayu kecapi adalah untuk mengetahui nilai kekuatan dinding geser panel CLT
(racking stremgth), kekakuan dinding geser panel CLT (racking stiffness), dan
perlaihan (displacement), serta rekaman kerusakan pada dinding yang di
sebabkan oleh pembebanan yang di berikan pada pengujian.
Kekakuan dan Kekuatan Dinding Geser Panel CLT
8000
120
7711.83
7500
6813.22
7000
6500
6000
5500
5000
Racking Stremgth (N)
Racking Stiffness (N/mm)
Salah satu sifat yang ingin diketahui dari pengujian racking stiffness adalah
menentukan besar kekakuan dinding geser dari kedua panel CLT kayu kecapi.
Berdasarkan pengujian, diperoleh nilai racking stiffness pada CLT 900 sebesar
6813 N/mm dan 7711 N/mm pada CLT 450 (Gambar 10). Nilai racking stiffness
CLT 450 lebih besar di banding CLT 900. Hal ini menunjukkan bahwa CLT 450
lebih kaku di banding CLT 900. Menurut Dumanauw (1982) kekakuan
merupakan suatu ukuran yang mampu menahan perubahan bentuk dan
lengkungan. Nilai racking stiffness pada dinding geser menunjukkan besarnya
pembebanan yang diperlukan untuk menggeser panel dinding geser sejauh satu
millimeter. Tahap racking stiffness adalah tahap suatu benda uji masih dalam
batas proporsional karena dalam tahap ini panel CLT tidak mengalami kerusakan
dan perubahan bentuk akibat pembebanan yang diberikan. Pembebanan yang
diberikan pada tahap ini mengakibatkan panel CLT akan mengalami deformasi
namun setelah pembebanan dihilangkan atau dilepaskan maka panel CLT akan
kembali ke bentuk semula.
110
106.33
103.39
100
90
80
70
45
90
Orientasi sudut lamina panel CLT
45
90
Orientasi sudut lamina panel CLT
Gambar 10 Pola sebaran nilai kekakuan dan kekuatan dinding geser panel
CLT menurut orientasi sudut lamina
Menurut Gagnon dan Popovski (2011) hampir semua studi kasus di Eropa
sejauh ini berfokus terutama pada prediksi kekakuan dan bukan pada kekuatan
dari panel CLT. Berdasarkan hal tersebut, orientasi CLT kayu kecapi sudut 450
lebih baik di banding sudut 900 karena kekakuannya lebih besar sehingga lebih
14
sukar mengalami deformasi. Kekakuan berhubungan dengan ketahanan karena
sama-sama menerima gaya dari luar. Menurut Jang (2008) ketahanan panel CLT
sangat berhubungan erat dengan lebar panel CLT. Dimensi CLT dalam hal ini
memiliki ukuran yang sama sehingga jelas bahwa, orientasi penyusunan lamina
memberi pengaruh pada sifat kekakuan CLT kayu kecapi.
Berdasarkan pengujian, diperoleh nilai racking strength pada panel CLT
900 dan CLT 450 masing-masing adalah 103390 N dan 106330 N (Gambar 10).
Nilai racking strength pada CLT 450 lebih besar dibandingkan dengan CLT 900.
Menurut Sulystiawati et al. (2008) pengujian racking strength bertujuan untuk
mengetahui kekuatan maksimum yang dapat di tahan oleh panel CLT sebelum
mengalami kerusakan namun telah berubah bentuk. Dalam hal ini tingginya nilai
racking strength sejalan dengan tinggi kekakuannya.
Peralihan Dinding Geser Panel CLT
12
10
8
6
4
2
0
10.1097
8.072
45
90
Orientasi sudut lamina panel CLT
Dispacement Maximum
(mm)
Displacement stiffness
(mm)
Displacement atau peralihan dinding geser adalah perubahan dan
perpindahan suatu titik pada benda uji dari kedudukan semula akibat adanya gaya
luar atau pembebanan yang diberikan kepada benda tersebut. Nilai displacement
CLT 450 baik pada tahap kekakuan maupun kekuatan dinding geser panel CLT
lebih besar dibanding CLT 900. Nilai peralihan dinding geser maksimum pada
pengujian CLT 450 sebesar 56.24 mm dan 35.01 mm untuk CLT 900 sedangkan
pada tahap stiffness 10.11 mm untuk CLT 450 dan 8.07 mm untuk panel CLT
900. Hal ini berarti nilai CLT 450 mengalami perubahan bentuk dan perpindahan
yang lebih besar dibandingkan CLT 900(Gambar 11).
60
50
40
30
20
10
0
56.235
35.005
45
90
Orientasi sudut lamina panel CLT
Gambar 11 Pola sebaran nilai displacement stiffness dan maximum dinding
geser panel CLT menurut orientasi sudut lamina
15
pembebanan (tf)
5
4
3
Tr-1 Koreksi
2
Tr-5
1
Tr-6 Koreksi
Tr-8
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Deformasi (mm)
Gambar 12 Displacement stiffness panel CLT kayu Kecapi 450
pembebanan (tf)
6
4
Tr-1 koreksi
Tr-5
2
Tr-6 koreksi
Tr-8
0
0
2
4
6
8
10
Deformasi (mm)
Gambar 13 Displacement stiffness panel CLT kayu Kecapi 900
Pembebanan (tf)
15
10
Tr-1 Koreksi
Tr-5
5
Tr-6 Koreksi
Tr-8
0
0
10
20
30
40
50
60
Deformasi (mm)
Gambar 14 Displacement strength test panel CLT kayu Kecapi 450
16
Pembebanan (tf)
15
10
Tr-1 koreksi
Tr-5
5
Tr-6 koreksi
Tr-8
0
0
10
20
30
40
Deformasi (mm)
Gambar 15 Displacement strength test panel CLT kayu Kecapi 900
Gambar 16 Posisi Tranduser (titik-titik tujuan deformasi) panel CLT
Berdasarkan gambar grafik, deformasi ditinjau dari 4 titik pada panel CLT
yang menggambarkan perubahan bentuk CLT secara keseluruhan. Displacement
pada grafik menggambarkan displacement arah horizontal karena beban yang
diberikan berupa beban lateral atau beban samping, tidak ada beban arah vertikal
sehingga tidak terlalu berpengaruh akibat perubahannya yang sangat kecil
sehingga dapat diabaikan.
Titik yang ditinjau pada CLT umumnya mengalami deformasi maksimal
pada titik TR 1 koreksi dan TR 5 (Gambar 16) yaitu pada titik pada bagian kiri
atas dan kanan atas CLT. Hal ini disebabkan karena titik TR 1 koreksi
menyalurkan beban ke titik TR 5 tanpa ada penahan plat baja seperti pada titik TR
6 koreksi dan TR 8 sehingga mengakibatkan deformasi lebih besar pada titik TR 1
koreksi dan TR 5.
17
Berdasarkan ISO/DIS (2009) hubungan antara F maksimum dengan F
maksimum estimasi adalah ketercapaian F maksimum apabila terjadi deformasi
sebesar 100 mm. Deformasi yang terjadi pada CLT kedua orientasi sudut tidak
ada yang mencapai 100 mm namun sudah terjadi kerusakan pada rangka CLT.
Apabila ditinjau berdasarkan nilai deformasi, nilai F maksimum estimasi belum
sesuai dengan F maksimum yang seharusnya mampu ditahan oleh CLT kayu
Kecapi.
Rekaman kerusakan
Kerusakan panel CLT kayu kecapi terjadi pada bagian dasar dan pada
bagian pondasi penyangga yang berdekatan dengan plat baja yaitu berupa
pemadatan pori-pori kayu menjadi berwarna hitam serta kerusakan terjadi pada
bagian rangka pondasi penyangga panel CLT kayu kecapi. Kerusakan tidak terjadi
pada bagian tengah panel CLT kayu kecapi (utuh/tidak terjadi kerusakan yang
berarti).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan penelitian karakteristik cross laminated timber (CLT) kayu kecapi
berdasarkan orientasi sudut lamina dapat disimpulkan bahwa rata-rata kerapatan
dan kadar air panel CLT 900 dan panel CLT 450 kayu kecapi relatif sama (0.47
g/cm3 dan 0.46 g/cm3 dan 14.31% dan 13.77%) dan karena nilai tersebut masih
berada dalam kisaran kelas kuat yang sama menurut standar yang berlaku (PKKI
NI-5, 1961). Terdapat kecenderungan umum bahwa semakin besar sudut orientasi
lamina maka semakin rendah kembang dan susut volume panel CLT kayu kecapi.
Perekat isosianat relatif hanya kuat pada kondisi perendaman air dingin
dibandingkan dengan perendaman air panas. Nilai kekuatan geser rekat panel CLT
orientasi sudut 450 lebih tinggi daripada CLT 900 kayu kecapi, dengan demikian
panel CLT yang susunan laminanya sejajar serat lebih kuat menahan beban
dibandingkan susunan lamina yang membentuk atau saling tegak lurus. Panel
CLT kayu kecapi khususnya pada sudut 450 memiliki kekuatan racking yang
besar karena pengujian menunjukkan besarnya pembebanan maksimum atau
kerusakan pada rangka pondasi penyangga panel CLT. Nilai kekuatan CLT 450
dan 900 berbanding lurus dengan kekakuannya.
Saran
Berdasarkan hasil penelitian dan referensi dari literatur perlu dilakukan
penelitian lebih lanjut mengenai pembuatan CLT kayu kecapi dengan terlebih
dahulu mendesain rangka pendukung beban yang sangat kuat dibandingkan
kekuatan pada bidang panel CLT tersebut sehingga Festimasi menggambarkan
Fsebenarnya serta menggunakan uji siklik sehingga menggambarkan kekuatan
gempa. Panel CLT orientasi sudut 450 lebih kuat digunakan sebagai bahan
konstruksi dibandingkan panel CLT dengan orientasi sudut 900.
18
DAFTAR PUSTAKA
Associates H. 2010. Cross Laminated Timber. B & K Timber Structures A
Trading Division of B & K Steelwork Fabrications Limited.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2005. ASTM D-143.
Annual Book of ASTM Standards Volume 04-10, Wood. D143 (2005):
Standard Test Method for Small Clear Spesimen Of Wood. USA
Dumanauw J.F. 1982. Mengenal Kayu. PIKA (Pendidikan Industri Kayu Atas).
Jakarta (ID): Gramedia.
Ekawati D. 1998. Pengaruh Jenis Perekat dan Pengaturan Letak Kayu Meranti
Merah (Shorea spp) Serta Kelapa (Cocos nucifera) Terhadap Sifat Fisis
Mekanis Balok Lamina Contoh Kecil Bebas Cacat. [skripsi]. Bogor (ID):
Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Gagnon, Popovski. 2011. Structural Design of Cross Laminated Timber Elements.
Canada (CA): FPInnovations.
Hansen A.T. 1985. Shear Resistance of Wood Frame Walls. Technical
Information Group Division of Building Research. ISSN 0701-5216. Ottawa
Canada (CA): National Research Council.
Haygreen J.G, R. Shmulsky, J.L. Bowyer. 2003. Forest Products and Wood
Science, An Introduction. USA: The Lowa State University Press.
Heyne K. 1998. Tumbuhan Berguna Indonesia. Yayasan Sarana Warna Jaya.
Jakarta (ID): Koperasi Karyawan, Departemen Kehutanan.
[ISO] International Organization for Standardization. 2009. Timber Structures –
Structural Insulated Panel Wall – Test Methods. ISO/DIS 22452.
International Organization for Standardization. Geneva (SZ): ISO Pr.
Jang S.S. 2008. Racking Resistance of Shear Walls with Various Sheating
Materials and Openings. Dept. of Forest Products, Chungnam National
University, Taejon.
[JPIC] Japan Plywood Inspection Corporation. 2003. Japanese Agricultural
Standard for Glued Laminated Timber. Tokyo (JP): JPIC.
Mandang, Y. I. 2005. Kunci Identifikasi Kayu Asia Tenggara. Versi 2.2. Bogor
(ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan.
Mardikanto TR, Karlinasari L, Bahtiar ET. 2011. Sifat Mekanis Kayu. Bogor (ID):
IPB Press.
Moody RC, Hernandez R, Liu JY. 1999. Glued Structural Members. Di dalam :
Wood Handbook, Wood as an Engineering Material. Madison, WI : USDA,
Forest Service, Forest Products Laboratory. Hlm. 19.1-19.14.
[PKKI] Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia.PPKI N.I.-5. 1961. Bandung (ID):
Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik.
Praptoyo H. 2010. Sifat anatomi dan sifat fisika kayu mindi (Melia azedarach
Linn) dari hutan rakyat di Yogyakarta. Jurnal Ilmu Kehutanan. 4(1) : 21-27.
Perkins P, McCloskey K. 2010. A Strategic Plan for the Commercialization of
Cross-Laminated Timber in Canada and the United State. Canada (CA):
Canadian Wood Council.
19
Sadiyo S, Nugroho N, Massijaya YM, Mardiyanto, Ati TI. 2012. Pengaruh
kombinasi ketebalan dan orientasi sudut lamina terhadap karakteristik
cross laminated timber kayu manii (Maesopsis eminii Engl.). Bogor (ID):
Teknologi Hasil Hutan Institut Pertanian Bogor.
Seng OD. 1990. Berat jenis dari jenis-jenis kayu Indonesia dan pengertian
beratnya kayu untuk keperluan praktek. Pusat Riset dan Pengembangan
Hasil Hutan. Bogor (ID): Departemen Kehutanan.
Sulistyawati I, Nugroho N, Suryokusumo S, Hadi YS. 2008. Kekakuan dan
kekuatan lentur maksimum balok glulam dan utuh kayu akasia. J Teknik
Sipil 15(3):114-115.
Tjondro, J.A. 2013. Kuat lentur dan rigiditas balok dan lantai papan kayu laminasi
silang dengan perekat. Lembaga Penelitian dan Pengabdian Pada
Masyarakat. Bandung (ID): Universitas Katolik Parahyangan.
Wood Naturally Better. 2010. [Internet]. [diunduh 2014 September 24]. Tersedia
pada http://timber.org.au/structural timber
20
LAMPIRAN
Lampiran 1. Rata-rata sifat fisis panel CLT kayu kecapi
No
Contoh Uji
KR
(g/cm³)
KA (%) KV (%) SV (%)
DAD
(%)
DAP
(%)
1.
KC901
0.46
14.59
2.10
2.22
6.40
14.73
2.
KC902
0.48
13.84
2.02
2.20
3.98
14.55
3.
KC903
0.47
13.42
2.66
2.67
3.30
12.88
4.
KC904
0.48
15.37
2.74
2.12
5.93
10.39
5.
KC451
0.46
14.41
4.62
4.07
2.27
12.73
6.
KC452
0.45
13.92
4.50
4.47
3.33
20.00
7.
KC453
0.45
12.79
4.32
4.72
6.20
12.85
8.
KC454
0.46
13.93
4.65
4.50
2.85
12.25
Keterangan :
KC90 : Kayu kecapi orientasi sudut 900
KC45 : Kayu kecapi orientasi sudut 450
1-4 : ulangan ke-1sampai ke-4
21
Lampiran 2 Hasil kekuatan geser rekat panel CLT kayu kecapi
No
Contoh Uji
KGR (kg/cm³)
1.
KC901
22.65
2.
KC902
18.98
3.
KC903
33.75
4.
KC904
32.31
5.
KC451
30.67
6.
KC452
53.95
7.
KC453
67.29
8.
KC454
56.75
Keterangan :
KC90 : Kayu kecapi orientasi sudut 900
KC45 : Kayu kecapi orientasi sudut 450
1-4 : ulangan ke-1sampai ke-4
22
Lampiran 3 Hasil racking test panel CLT kayu kecapi
Contoh Uji
Racking
Racking
Displacement
CLT
strength (N)
stiffness
stiffness (mm)
(N/mm)
Displacement
maximum
(mm)
CLT KECAPI 106330
450
7711.83
10.11
56.24
CLT KECAPI 103390
900
6813.22
8.07
35.01
23
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Wonosobo 06 November 1992 dari pasangan Subandi
dan Ermi Inang. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Atas pada
tahun 2010 di SMA Korpri Bekasi. Pada tahun yang sama penulis diterima di
Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Pada tahun 2013 penulis mendapatkan beasiswa dari TANABE selama satu tahun.
Selama kuliah di IPB, penulis pernah menjabat sebagai Anggota Badan Eksekutif
Mahasiswa Fakultas Kehutanan (BEM E) Anggota Bidang Divisi Budaya
Olahraga dan Seni (BOS) periode tahun 2012-2013 dan sebagai Ketua Bidang
Divisi Budaya Olahraga dan Seni (BOS) periode tahun 2013-2014. Penulis aktif
di Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) dan pernah menjabat
sebagai anggota divisi internal pada tahun 2012-2013 hingga tahun 2013-2014.
Penulis juga pernah menjabat sebagai ketua Forester Cup (FORCUP) pada tahun
2012-2013. Selama masa pendidikan, penulis pernah melakukan Praktek
Pengenalan Ekosistem Hutan (2012) jalur Kamojang-Sancang Barat, Praktek
Pengolahan Hutan di Hutan Pendidikan Gunung Walat (2013), dan Praktek Kerja
Lapang di PT. Pindo Delli Pulp and Paper (2013). Sebagai salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Kehutanan, penulis melaksanakan penelitian dan
penyusunan skripsi dengan judul “Karakteristik Cross Laminated Timber Kayu
Kecapi (Sandoricum koetjape Merr) Berdasarkan Orientasi Sudut Lamina”
dibawah bimbingan Prof Dr Ir Sucahyo Sadiyo, M.S.