skripsi - digilib.uns.ac.id/studi...perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv motto...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
STUDI KUAT TEKAN, KUAT GESER DAN KUAT LEKAT CAMPURAN SERBUK GERGAJI, SERBUK KETAM DAN SERBUK AMPLASAN KAYU JATI DENGAN PEREKAT
RESIN DAN HARDENER SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN KAYU
(Compression, Shear and Bond Strenght Study of Mixing Sawdust, Shavings
and Sandpaper Powder Teak Wood with Adhesive Resin and Hardener as Repair Wood Material)
SKRIPSI
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
ARIS CHOLID BAICUNI PRAMANTO NIM : I 1110008
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2013
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
MOTTO
Segala sesuatu jangan hanya dipikirkan karena akan menjadi beban dan membuat bingung, buatlah sebuah rencana dan laksanakan rencana tersebut dengan sebaik-baiknya.
Selalu berdoa, tawakal dan minta pertolongan kepada Allah Subhana Wata’ala Belajar menerima apa adanya dan berpikir positif
Manfaatkan waktu sebaik-baiknya, jadikan hidup selalu bermanfaat, ambil hikmah dari setiap kejadian.
“Jika kamu tidak memiliki apa yang kamu sukai, maka sukailah apa yang kamu miliki saat ini”
Ingatlah “selagi bisa dilakukan sekarang kenapa harus nunggu besok”
PERSEMBAHAN
Ibu dan Bapak yang tercinta terima kasih atas doanya,
semoga selalu diberi kesehatan dan dalam lindungan Allah Subhana Wata’ala,
Kakak-kakakku yang tersayang terima kasih atas dukungannya,
Sobat dan teman-teman S1 Transfer 2010
terima kasih untuk warna yang kalian berikan selama kita bersama,
Terima kasih untuk Bowo, Supriyadi, Baktiar dan Pujianto atas motivasinya,
Terima kasih kepada Bapak Achmad Basuki, ST, MT dan Ir. Budi Utomo, MT
atas bimbingan dalam menyelesaikan skripsi ini,
Almamaterku Universitas Sebelas Maret Surakarta.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
ABSTRAK Aris Cholid Baicuni Pramanto, 2013. “STUDI KUAT TEKAN, KUAT GESER DAN KUAT LEKAT CAMPURAN SERBUK GERGAJI, SERBUK KETAM DAN SERBUK AMPLASAN KAYU JATI DENGAN PEREKAT RESIN DAN HARDENER SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN KAYU”. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Kayu merupakan material konstruksi dan non konstruksi. Dalam penggunaannya baik sebagai material konstruksi maupun non konstruksi diperlukan pemilihan jenis kayu yang tepat. Kerusakan yang terjadi pada kayu menyebabkan kekuatan kayu berkurang. Kerusakan tersebut salah satunya dapat berupa lubang yang disebabkan karena serangan serangga, jamur dan kesalahan manusia dalam pengerjaannya. Untuk meningkatkan kembali kekuatan kayu tersebut digunakan metode patching. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat dari material penambal dengan harapan dapat meningkatkan kembali kekuatan kayu yang berkurang akibat lubang.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kuantitatif atau eksperimen, yaitu membuat benda uji dengan mencampurkan serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan serta resin dan hardener sebagai perekat. Campuran yang sudah merata dicetak dengan bekisting yang sudah ditentukan ukurannya. Perbandingan yang digunakan yaitu kadar filler sebesar 25%, 50% dan 75% dari total kebutuhan serbuk kayu, sedangkan kadar hardener sebesar 75% dan 100% dari kadar resin.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan didapat hasil kuat tekan yang paling rendah 20,28 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 75% dan kadar filler 25%. Kuat tekan paling tinggi 31,79 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 100% dan kadar filler 25%. Kuat geser yang paling rendah 2,07 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 75% dan kadar filler 75%. Kuat geser paling tinggi 18,42 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 100% dan kadar filler 75%. Kuat lekat yang paling rendah 0,78 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 75% dan kadar filler 75%. Kuat lekat paling tinggi 8,94 MPa pada benda uji dengan kadar hardener 100% dan kadar filler 75%. Kata kunci : kayu, perbaikan kayu, serbuk gergaji, serbuk ketam, serbuk
amplasan, resin, hardener, kuat tekan, kuat geser, kuat lekat.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRACT Aris Cholid Baicuni Pramanto, 2013. “COMPRESSION, SHEAR AND BOND STRENGHT STUDY OF MIXING SAWDUST, SHAVINGS AND SANDPAPER POWDER TEAK WOOD WITH ADHESIVE RESIN AND HARDENER AS REPAIR WOOD MATERIAL”. Thesis Department of Civil Engineering Sebelas Maret University of Surakarta.
Wood is the material of construction and non construction. In its use as both construction and non construction materials needed proper selection of wood species. Damage to the wood causing the wood strength is reduced. Damage to one of these holes can be caused by insects, fungi and human error in the process. To increase the strength of wood is used method of patching. The purpose of this study to determine the compressive, shear and bond strength of the cement material in the hope of increasing the strength of wood is reduced due to the hole.
The method used in this research is quantitative or experimental method, which makes the specimen by mixing sawdust, shavings and sandpaper powder as well as an adhesive resin and hardener. The mixture is evenly printed with the predefined size formwork. Comparison used the filler content of 25%, 50% and 75% of the total wood dust, while the hardener levels by 75% and 100% of the resin content.
Based on the research that has been done we got the result that the lower compressive strength 20.28 MPa on the specimen grading 75% hardener and filler content of 25%. Highest compressive strength of 31.79 MPa in specimen grading 100% hardener and filler content of 25%. The low shear strength 2.07 MPa in specimen grading 75% hardener and filler content of 75%. Highest shear strength 18.42 MPa on the specimen grading 100% hardener and filler content of 75%. The low bond strength 0.78 MPa in specimen grading 75% hardener and filler content of 75%. Highest bond strength 8.94 MPa in the specimen with hardener levels of 100% and 75% filler content.
Keywords : wood, wood repair, sawdust powder, shavings powder, sandpaper powder, resin, hardener, compressive strength, shear strength, bond strength.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan skripsi yang
berjudul “Studi Kuat Tekan, Kuat Geser dan Kuat Lekat Campuran Serbuk
Gergaji, Serbuk Ketam dan Serbuk Amplasan Kayu Jati dengan Perekat
Resin dan Hardener sebagai Bahan Perbaikan Kayu”. Banyak hambatan dan
rintangan yang penyusun temui dalam penyusunan laporan ini. Bantuan,
dukungan, semangat dan kerjasama dari berbagai pihak, semua rintangan tersebut
dapat teratasi. Penyusun ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staff.
2. Ir. Bambang Santosa, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staff.
3. Edy Purwanto, ST, MT selaku Ketua Program Studi Non-Reguler Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staff.
4. Purnawan Gunawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik.
5. Achmad Basuki, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I.
6. Ir. Budi Utomo, MT selaku Dosen Pembimbing II.
7. Tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
8. Semua pihak yang telah membantu pelaksanaan skripsi hingga selesai.
Sebagaimana mahasiswa yang masih dalam taraf belajar, disadari bahwa laporan
ini masih jauh dari sempurna, dan masih banyak kekurangan. Oleh karena itu,
kritik dan saran yang membangun sangat penyusun harapkan. Akhir kata, semoga
laporan ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Surakarta, Februari 2013
Penyusun
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................... iv
ABSTRAK .......................................................................................................... v
ABSTRACK ....................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xii
DAFTAR GRAFIK ........................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI ............................................................................................ xv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ............................................................................ 2
1.3. Batasan Masalah .............................................................................. 3
1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................... 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Uraian Umum ................................................................................... 4
2.2. Sifat-sifat Kayu ................................................................................ 5
2.2.1. Sifat Fisik Kayu ................................................................... 6
2.2.2. Sifat Mekanik Kayu ............................................................. 7
2.2.3. Sifat Kimia Kayu ................................................................. 8
2.3. Mutu Kayu ........................................................................................ 8
2.4. Kerusakan-kerusakan pada Kayu .................................................... 11
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
2.5. Metode Perbaikan Kayu .................................................................. 12
2.6. Material Untuk Perbaikan ............................................................... 13
2.6.1. Serbuk Kayu ........................................................................ 14
2.6.2. Kayu Jati ............................................................................... 15
2.6.3. Perekat .................................................................................. 18
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Uraian Umum ................................................................................... 19
3.2. Bahan Penelitian .............................................................................. 20
3.3. Peralatan Penelitian ......................................................................... 20
3.4. Langkah Kerja .................................................................................. 21
3.4.1. Tahap Persiapan Awal ........................................................ 21
3.4.2. Tahap Pemilihan Bahan dan Peralatan ................................ 21
3.4.3. Pemeriksaan Kadar Air ....................................................... 22
3.4.4. Tahap Pembuatan Benda Uji ............................................... 22
3.4.5. Tahap Pengujian .................................................................. 27
3.4.6. Tahap Analisis Data dan Pembahasan ............................... 27
3.5. Diagram Alir Penelitian .................................................... ............ 28
BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Data dan Hasil Pengujian Kadar Air .............................................. 30
4.2. Data dan Hasil Pengujian Kuat Tekan ............................................ 31
4.2.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Tekan ............... 32
4.3. Data dan Hasil Pengujian Kuat Geser ............................................ 35
4.3.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Geser ............... 36
4.4. Data dan Hasil Pengujian Kuat Lekat ............................................. 39
4.4.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Lekat ................ 40
4.5. Pembahasan ...................................................................................... 43
4.5.1. Kuat Tekan ........................................................................... 43
4.5.2. Kuat Geser ........................................................................... 44
4.5.3. Kuat Lekat ............................................................................ 45
4.5.4. Modulus Elastisitas ............................................................. 47
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ....................................................................................... 49
5.2. Saran ................................................................................................. 50
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 51
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1. Model Benda Uji Kuat Tekan .................................................... 24
Gambar 3.2. Model Benda Uji Kuat Geser ..................................................... 25
Gambar 3.3. Model Benda Uji Kuat Lekat ..................................................... 26
Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian .............................................................. 29
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Sifat-sifat mekanik kayu yang penting ........................................... 7
Tabel 2.2. Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu ............................ 9
Tabel 2.3. Nilai kuat acuan (MPa) berdasarkan atas pemilahan secara
masinal/mekanis pada kadar air 15% ............................................ 10
Tabel 2.4. Tingkat keawetan kayu .................................................................... 16
Tabel 2.5. Tingkat kekuatan kayu ..................................................................... 16
Tabel 3.1. Benda uji untuk pengujian kuat tekan ............................................ 23
Tabel 3.2. Benda uji untuk pengujian kuat geser ............................................. 24
Tabel 3.3. Benda uji untuk pengujian kuat lekat ............................................. 25
Tabel 4.1. Kuat tekan benda uji dengan variasi filler dan hardener .............. 32
Tabel 4.2. Kuat geser benda uji dengan variasi filler dan hardener ............... 36
Tabel 4.3. Kuat lekat benda uji dengan variasi filler dan hardener ............... 40
Tabel 4.4. Hasil dari grafik hubungan antara tegangan dan regangan ........... 48
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat tekan pada kadar filler 25% .................................................. 33
Grafik 4.2. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat tekan pada kadar filler 50% .................................................. 33
Grafik 4.3. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat tekan pada kadar filler 75% .................................................. 34
Grafik 4.4. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat tekan pada tiap-tiap kadar filler ............................................ 34
Grafik 4.5. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat geser pada kadar filler 25% .................................................. 37
Grafik 4.6. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat geser pada kadar filler 50% .................................................. 37
Grafik 4.7. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat geser pada kadar filler 75% .................................................. 38
Grafik 4.8. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat geser pada tiap-tiap kadar filler ............................................ 38
Grafik 4.9. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat lekat pada kadar filler 25% ................................................... 41
Grafik 4.10. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat lekat pada kadar filler 50% ................................................... 41
Grafik 4.11. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat lekat pada kadar filler 75% ................................................... 42
Grafik 4.12. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap
kuat lekat pada tiap-tiap kadar filler ............................................. 42
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Kebutuhan bahan
Lampiran 2. Pemeriksaan kadar air
Lampiran 3. Data hasil uji tekan
Lampiran 4. Hubungan tegangan-regangan
Lampiran 5. Data hasil uji geser
Lampiran 6. Data hail uji lekat
Lampiran 7. Dokumentasi
Lampiran 8. Berkas kelengkapan skripsi
Lampiran 9. Lembar komunikasi dan pemantauan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
DAFTAR NOTASI
Ew : modulus elastisitas lentur
Fb : kuat lentur
Ft// : kuat tarik sejajar serat
Fc// : kuat tekan sejajar serat
Fv : kuat geser
Fc : kuat tekan tegak lurus serat
m : kadar air (%)
Wo : berat benda uji sebelum dikeringkan (gram)
Wd : berat benda uji setelah dikeringkan (gram)
CST : Campuran Sampel Tekan
CSG : Campuran Sampel Geser
CSK : Campuran Sampel Kelekatan
UTM : Universal Testing Machine
H : Hardener
F : Filler
cf : kuat tekan (MPa)
sf : kuat geser (MPa)
crf : kuat lekat (MPa)
: tegangan aksial (kg/mm2)
: regangan aksial
E : modulus elastisitas bahan (kg/mm2)
P : beban (kN)
maksP : beban maksimum (kN)
A : luas penampang (mm2)
: derajat kemiringan (300)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Di Indonesia banyak dijumpai bangunan dengan menggunakan material kayu,
baik untuk konstruksi, non konstruksi maupun untuk keperluan lain. Material
kayu sebagai konstruksi yaitu dalam penggunaannya memerlukan perhitungan
struktur, sebagai contoh untuk kolom dan balok. Material kayu sebagai non
konstruksi yaitu dalam penggunaannya tidak memerlukan perhitungan struktur,
sebagai contoh untuk kosen pintu dan jendela, rangka plafon serta interior
ruangan. Material kayu untuk keperluan lain yaitu sebagai bahan bangunan
pendukung atau pelengkap, sebagai contoh untuk pengisi ruangan seperti
keperluan mebel.
Material kayu yang digunakan baik untuk konstruksi, non konstruksi maupun
untuk keperluan lain diperlukan pemilihan jenis kayu yang tepat. Kekuatan kayu
akan berpengaruh terhadap kualitas kayu. Kekuatan kayu berkurang maka kualitas
kayu akan menurun, begitu juga sebaliknya. Kekuatan kayu akan menurun karena
mengalami kerusakan.
Kerusakan yang terjadi pada kayu dapat berupa lubang yang disebabkan karena
serangan serangga, jamur dan kesalahan manusia dalam pengerjaannya. Semakin
besar lubang kayu maka semakin besar luas permukaan kayu yang berkurang,
sehingga kekuatan kayu tersebut akan berkurang/menurun. Beberapa faktor yang
mempengaruhi kualitas kayu, diantaranya adalah kuat tekan, kuat tarik dan kuat
geser kayu tersebut.
Untuk meningkatkan kembali kekuatan kayu yang menurun akibat mengalami
kerusakan berupa lubang, maka digunakan metode patching. Material yang
digunakan adalah campuran serbuk kayu dengan perekat resin dan hardener.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Serbuk kayu yang berupa serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan
merupakan sisa dari industri pengerjaan kayu yang jumlah ketersediaan serbuk
tersebut sangat besar, namun tidak semua serbuk yang ada telah termanfaatkan,
sehingga bila tidak ditangani dengan baik maka dapat menjadi masalah
lingkungan yang serius. Dalam kenyataan dilapangan sebagian masih ada yang di
tumpuk sehingga membusuk, sebagian dibuang ke aliran sungai menyebabkan
pencemaran air, atau dibakar secara langsung yang akibatnya ikut menambah
emisi karbon di atmosfir.
Untuk menangani masalah serbuk kayu yang dihasilkan dari pengerjaan kayu
yang selama ini sebagian dibiarkan membusuk, dibuang disungai dan dibakar,
maka salah satu jalan yang dapat ditempuh adalah memanfaatkannya menjadi
produk yang bernilai tambah.
Keberhasilan pemanfaatan limbah serbuk kayu sebagai bahan perbaikan kayu
dengan patching diharapkan tambalan tersebut dapat meningkatkan kembali kuat
tekan, kuat tarik dan kuat geser kayu sehingga akan sama dengan kayu yang akan
ditambal. Selain itu kayu yang rusak namun masih bisa digunakan tidak terbuang
percuma dan dapat mengurangi kebutuhan akan kayu, mengingat persediaan kayu
di alam semakin berkurang. Selain itu dapat memberi manfaat antara lain dari segi
kehutanan dan industri kayu dapat mengurangi laju penebangan/kerusakan hutan
dan mengoptimalkan pemakaian kayu.
1.2. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
a. Berapa besar kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat benda uji (campuran serbuk
gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan kayu jati dengan perekat resin dan
hardener dengan variasi kadar hardener dan kadar filler) ?
b. Berapa besar modulus elastisitas benda uji (campuran serbuk gergaji, serbuk
ketam dan serbuk amplasan kayu jati dengan perekat resin dan hardener
dengan variasi kadar hardener dan kadar filler) ?
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
1.3. Batasan Masalah
Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan
masalah sebagai berikut :
a. Serbuk gergaji, serbuk pasahan/ketam dan serbuk amplasan kayu yang
digunakan berasal dari kayu jati.
b. Perekat yang digunakan adalah resin dan hardener dengan merk epoxy.
c. Penelitian ini hanya menguji kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat dari
masing-masing benda uji.
d. Komposisi campuran yang digunakan adalah :
1) Digunakan kadar hardener sebesar 75% dan 100% dari resin.
2) Digunakan filler kayu jati dengan kadar 25%, 50%, 75% dari serbuk
gergaji + ketam.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
a. Mengetahui kuat tekan, kuat geser, kuat lekat dan modulus elastisitas dari
masing-masing benda uji dengan beberapa komposisi campuran.
b. Mengetahui pengaruh penambahan variasi hardener dan filler terhadap nilai
kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat dari masing-masing benda uji.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfat dari penelitian ini adalah:
a. Pemanfaatan limbah dari pengolahan kayu yaitu, serbuk gergaji, serbuk ketam
dan serbuk amplasan kayu jati menjadi sesuatu yang sangat berguna.
b. Dengan adanya penilitian ini, dapat diketahui kuat tekan, kuat geser, kuat lekat
dan modulus elastisitas campuran serbuk kayu sebagai material patching kayu.
c. Memberikan petunjuk praktis dalam penggunaan campuran untuk keperluan
patching kayu, sehingga diharapkan tambalan tersebut mempunyai kekuatan
yang sama dengan kayu yang akan ditambal.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Uraian Umum
Kayu memiliki beberapa jenis tegangan, pada jenis tegangan tertentu nilainya
besar tetapi pada jenis tegangan yang lain nilainya kecil. Jenis-jenis tegangan
yang berbeda tersebut berperan secara bersama-sama. Tegangan tekan akan
berusaha memperpendek kayu, tegangan tarik akan memperpanjang kayu,
tegangan geser akan berusaha menggeser serat-serat kayu. Biasanya kayu sering
mengalami kombinasi dari beberapa tegangan di atas secara bersamaan walaupun
salah satu tegangan diantaranya akan mendominasi (Ali Awaludin, 2005).
Menurut Benny Puspantoro (1992), kayu sebagai bahan bangunan mempunyai
sifat yang menguntungkan dan merugikan.
Sifat yang menguntungkan dari kayu adalah :
a. Mudah di dapat dan relatif murah harganya dibanding bahan bangunan lain
seperti beton dan baja.
b. Mudah dikerjakan tanpa alat-alat berat atau khusus, misalnya mudah dipotong,
dihaluskan, dilubangi, diukir ataupun disambung sebagai suatu konstruksi.
c. Bentuknya indah alami sehingga sering di expose serat-seratnya sebagai
hiasan ruang, misalnya kayu jati.
d. Isolasi panas, sehingga rumah yang banyak menggunakan bahan kayu akan
terasa sejuk nyaman.
e. Isolasi listrik.
f. Tahan zat kimia, seperti asam atau garam dapur.
g. Ringan, mengurangi berat sendiri dari bangunan, sehingga dapat menghemat
ukuran fondasinya.
h. Bekasnya masih dapat dipakai lagi untuk keperluan lain, misalnya bongkaran
kuda-kuda, terutama jati, masih dapat dipakai untuk mebeler.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
i. Serba guna, artinya dapat dipakai sebagai konstruksi bangunan, seperti kuda-
kuda atap, langit-langit, pintu-jendela, tiang atau dinding, maupun sebagai
hiasan ruang seperti almari, meja-kursi, patung atau ukiran, selain itu dapat
juga untuk alat bantu kerja sementara seperti bekisting untuk cor beton,
bouwplank, prepil untuk pasangan fondasi atau bata, tangga kerja dan lain
sebagainya.
Sifat yang merugikan dari kayu adalah :
a. Mudah terbakar dan menimbulkan api, sehingga rumah yang banyak memakai
bahan kayu kalau terbakar sulit dipadamkan karena api mudah menjalar dari
satu tempat ke tempat lainnya melalui bahan kayu ini.
b. Kekuatan dan keawetan kayu sangat tergantung dari jenis dan umur pohonnya,
sedang kayu yang ada diperdagangan sulit ditaksir umurnya.
c. Cepat rusak oleh pengaruh alam, hujan/air menyebabkan kayu cepat lapuk,
panas matahari menyebabkan kayu retak-retak.
d. Dapat dimakan serangga-serangga kecil seperti rayap, bubuk dan kumbang.
e. Dapat berubah bentuknya, menyusut atau memuai, tergantung kadar air yang
dikandungnya. Bila kandungan airnya banyak kayu akan memuai, sebaliknya
kalau kering kayu akan menyusut.
f. Kekuatan kayu tidak seragam, walaupun dari jenis pohon yang sama, ini
disebabkan adanya cacat kayu seperti adanya mata kayu, arah serat yang tidak
lurus dan retak.
2.2. Sifat-Sifat Kayu
Kayu adalah material yang dapat terurai dan dapat di daur ulang secara sempurna.
Dengan demikian, kayu merupakan material bahan bangunan yang ramah
lingkungan. Dalam pemanfaatannya kayu mengalami kendala, yaitu dapat
mengalami kerusakan yang disebabkan oleh serangan serangga, jamur dan
kesalahan manusia dalam pengerjaannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
2.2.1. Sifat Fisik Kayu
a. Kadar air
Kadar air adalah kandungan air yang terdapat dalam kayu, biasanya dinyatakan
sebagai persen dari berat kayu kering oven (SNI 03-6850-2002). Dalam
penggunaan kayu sebagai bahan baku bangunan, kekuatan kayu dipengaruhi
oleh kadar air. Semakin tinggi kadar air maka kekuatan kayu akan berkurang
atau semakin rendah kekuatan kayu. Apabila kadar air dalam kayu
berkurang/mengering maka kekuatan kayu akan meningkat. Oleh karena itu
kandungan kadar air pada kayu perlu diketahui.
Ketika batang kayu mulai dio lah (ditebang dan dibentuk), kandungan air pada
batang berkisar 40% hingga 300%. Kandungan air ini dinamakan kandungan
air segar. Setelah ditebang dan mulai dibentuk atau diolah, kandungan air
mulai bergerak keluar. Suatu kondisi dimana air bebas yang terletak diantara
sel-sel sudah habis sedangkan air ikat pada dinding sel masih jenuh dinamakan
titik jenuh serat. Kandungan air pada saat titik jenuh serat berkisar antara 25%
sampai 30% (Ali Awaludin, 2005).
Di dalam (SNI-5, 2002) bahwa kayu kering udara dengan kandungan kadar air
20% dan penggolongan kelas kuat kayu secara masinal pada kandungan air
standar 15%.
b. Cacat Kayu
(Ali Awaludin, 2005) Cacat atau kerusakan kayu dapat mengurangi kekuatan
dan bahkan kayu yang cacat tersebut tidak dapat dipergunakan sebagai bahan
konstruksi. Cacat kayu yang sering terjadi adalah :
1) Retak, retak pada kayu terjadi karena proses penyusutan akibat penurunan
kadar air (pengeringan).
2) Mata kayu, mata kayu merupakan sambungan cabang pada batang utama
kayu. Pada mata kayu ini terjadi pembelokan arah serat, sehingga kekuatan
kayu menjadi berkurang. Untuk keperluan konstruksi, dihindari
penggunaan batang kayu yang memiliki mata kayu.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
3) Kemiringan serat, kemiringan serat menunjukkan sudut miring serat kayu.
Kemiringan serat pada batang kayu terjadi disebabkan tidak sesuainya
sumbu batang kayu dengan sumbu pohon pada saat pemotongan atau
penggergajian.
c. Higroskopik
Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air
atau kelembaban. Bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh
kelembaban dan suhu udara disekitarnya. Yang termasuk dalam sifat
higroskopik kayu adalah kadar lengas kayu dan kembang susut kayu
(Dumanauw, 1993).
2.2.2. Sifat Mekanik Kayu
Sifat-sifat mekanik kayu atau kekuatan kayu adalah kemampuan kayu untuk
menahan gaya luar atau beban yang berusaha merubah ukuran dan bentuk bahan
tersebut. Kekuatan kayu tersebut tergantung dari besarnya gaya dan cara
pembebanan (tarik, tekan, geser). Sifat mekanik kayu dipengaruhi oleh faktor luar
kayu seperti kelembaban lingkungan dan faktor dalam kayu seperti berat jenis,
cacat mata kayu, serat miring dan lain sebagainya. Untuk lebih jelasnya sifat-sifat
mekanik kayu dan dimana sifat mekanik itu penting dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Sifat-sifat mekanik kayu yang penting
Sifat-sifat Bagaimana atau dimana sifat ini penting
A. Sifat Kekuatan
Kekuatan lentur
Kekuatan tekan sejajar serat
Kekuatan tekan tegak lurus
serat
Menentukan beban yang dapat dipikul suatu
gelagar
Menentukan beban yang dapat dipikul suatu
tiang atau pancang yang pendek
Penting dalam rancangan sambungan-
sambungan antara suku-suku kayu dalam suatu
bangunan dan pada penyangga gelagar
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
Tabel 2.1. (Lanjutan)
Sifat-sifat Bagaimana atau dimana sifat ini penting
Kekuatan tarik sejajar serat
Kekuatan geser sejajar serat
B. Sifat Elastik
Modulus elastisitas
Penting untuk suku bawah (busur) pada
penopang kayu dan dalam rancangan
sambungan antara suku-suku bangunan
Sering menentukan kapasitas beban yang dapat
dipikul o leh gelagar pendek
Ukuran ketahanan terhadap pembengkokan,
yaitu berhubungan langsung dengan kekakuan
gelagar juga suatu faktor untuk kekuatan atau
tiang panjang
Sumber: US. Forest Products Laboratory (1974)
2.2.3. Sifat Kimia Kayu
Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti yang penting, karena
menentukan kegunaan suatu jenis kayu dan digunakan untuk membedakan jenis-
jenis kayu. Susunan kimia kayu digunakan sebagai pengenal ketahanan kayu
terhadap serangan makhluk perusak kayu. Selain itu dapat pula menentukan
pengerjaan dan pengolahan kayu, sehingga di dapat hasil yang maksimal
(Dumanauw, 1993).
2.3. Mutu Kayu
Penggolongan kayu dapat ditinjau dari aspek fisik, mekanik dan keawetan. Secara
fisik terdapat klasifikasi kayu lunak dan kayu keras. Kayu keras biasanya
memiliki berat satuan (berat jenis) lebih tinggi dari kayu lunak. Klasifikasi fisik
lain adalah terkait dengan kelurusan dan mutu muka kayu. Terdapat mutu kayu di
perdagangan A, B dan C yang merupakan penggolongan kayu secara visual terkait
dengan kualitas muka (cacat atau tidak) arah, pola serat dan kelurusan batang.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Berdasarkan Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia (SNI-5, 2002).
Kayu di Indonesia dibagi dalam tiga mutu, yaitu mutu A, mutu B dan mutu C.
Seperti terlihat dalam Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu
Macam cacat Kelas Mutu A Kelas Mutu B Kelas Mutu C
Mata kayu:
Terletak dimuka lebar
Terletak dimuka sempit
Retak
Pingul
Arah serat
Saluran damar
Gubal
Lubang serangga
Cacat lain (lapuk, hati
rapuh, retak melintang)
1/6 lebar kayu
1/8 lebar kayu
1/5 tebal kayu
1/10 tebal atau
lebar kayu
1 : 13
1/5 tebal kayu
eksudasi tidak
diperkenankan
Diperkenankan
Diperkenankan
asal terpencar
dan ukuran
dibatasi dan
tidak ada tanda-
tanda serangga
hidup
Tidak
diperkenankan
1/4 lebar kayu
1/6 lebar kayu
1/6 tebal kayu
1/6 tebal atau
lebar kayu
1 : 9
2/5 tebal kayu
Diperkenankan
Diperkenankan
asal terpencar
dan ukuran
dibatasi dan
tidak ada tanda-
tanda serangga
hidup
Tidak
diperkenankan
1/1 lebar kayu
1/4 lebar kayu
1/2 tebal kayu
1/4 tebal atau
lebar kayu
1 : 6
1/2 tebal kayu
Diperkenankan
Diperkenankan
asal terpencar
dan ukuran
dibatasi dan
tidak ada tanda-
tanda serangga
hidup
Tidak
diperkenankan
Sumber: Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu indonesia (SNI-5, 2002)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
Sedangkan penggolongan mutu kayu berdasarkan kelas kuat secara masinal
(grading machine) pada kandungan air standar 15% menurut (SNI-5, 2002) dapat
dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Nilai kuat acuan (MPa) berdasarkan atas pemilahan secara masinal/mekanis pada kadar air 15%
Kode
Mutu Ew Fb Ft// Fc// Fv Fc
E 26 25000 66 60 46 6,6 24
E 25 24000 62 58 45 6,5 23
E 24 23000 59 56 45 6,4 22
E 23 22000 56 53 43 6,2 21
E 22 21000 54 50 41 6,1 20
E 21 20000 50 47 40 5,9 19
E 20 19000 47 44 39 5,8 18
E 19 18000 44 42 37 5,6 17
E 18 17000 42 39 35 5,4 16
E 17 16000 38 36 34 5,4 15
E 16 15000 35 33 33 5,2 14
E 15 14000 32 31 31 5,1 13
E 14 13000 30 28 30 4,9 12
E 13 12000 27 25 28 4,8 11
E 12 11000 23 22 27 4,6 11
E 11 10000 20 19 25 4,5 10
E 10 9000 18 17 24 4,3 9
Sumber: Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu indonesia (SNI-5, 2002)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
keterangan :
Ew : modulus elastisitas lentur Fb : kuat lentur
Ft// : kuat tarik sejajar serat Fc// : kuat tekan sejajar serat
Fv : kuat geser Fc : kuat tekan tegak lurus serat
2.4. Kerusakan-kerusakan pada Kayu
Ribuan jenis kayu di Indonesia sebagian mempunyai daya tahan yang tinggi
terhadap organisme perusak dan sebagian mempunyai daya tahan yang rendah.
Sebagian besar cukup memenuhi syarat digunakan sebagai bahan bangunan
karena memiliki kekuatan yang cukup memadai. Akibat rentannya kayu tersebut
terhadap serangan organisme perusak dapat berakibat menurunnya kekuatan kayu
dalam penggunaannya. Selain itu, kesalahan dalam proses pengerjaan juga
mempengaruhi kekuatan kayu.
Penyebab-penyebab kerusakan yang terjadi pada kayu antara lain :
a. Akibat serangan jamur
Jamur merupakan salah satu mikroorganisme yang tidak memiliki klorofil
sehingga dalam mempertahankan hidupnya akan mengambil energi serta
bahan-bahan organik yang dihasilkan oleh tumbuhan hijau baik yang masih
hidup ataupun yang sudah mati. Dengan demikian kayu sebagai produk
terbesar dari tumbuhan hijau merupakan sumber makanan bagi berbagai jenis
jamur dan bakteri.
b. Akibat serangan serangga
Jenis serangga perusak kayu, diantaranya :
1) Rayap
2) Kumbang kayu dan
3) Bubuk kayu.
c. Akibat kesalahan pada proses pengerjaan
Dalam proses konstruksi sering terjad i kesalahan dalam pengerjaan salah
satunya yaitu salah dalam melubangi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
2.5. Metode Perbaikan Kayu
Kayu sebagai bahan konstruksi bangunan harus mampu menahan beban-beban
yang bekerja dalam jangka waktu yang telah direncanakan dan mempunyai
ketahanan serta kekuatan sesuai dengan perencanaannya.
Penentuan metode dan material perbaikan umumnya tergantung pada jenis
kerusakan yang ada, disamping besar dan luasnya kerusakan yang terjadi,
lingkungan dimana struktur berada, peralatan yang tersedia, kemampuan tenaga
pelaksanaan serta batasan-batasan dari pemilik seperti keterbatasan ruang kerja,
kemudahan pelaksanaan, waktu pelaksanaan dan biaya perbaikan.
Petunjuk Teknis Perawatan Benda Cagar Budaya Bahan Kayu, 2006 menyatakan
bahwa perbaikan adalah upaya merawat benda cagar budaya yang telah rusak
dengan cara :
a. Perekatan, sasaran kayu asli yang patah, pecah (gempil) dalam ukuran kecil
dengan cara mengoleskan lem pada permukaan kayu yang akan direkatkan.
b. Penambalan, sasaran lubang dan bagian kayu yang rapuh dengan cara
mencampur dan aduk hingga rata bahan perekat (resin+hardener), kemudian
campurkan dengan mill atau serbuk kayu. Isikan bahan tersebut pada bagian
yang berlobang. Biarkan bahan mengering dan mengeras. Khusus untuk kayu
rapuh yang volumenya besar perlu di sisipi dengan kayu sejenis yang
volumenya sama dan sudah diolesi dengan bahan perekat.
c. Pengisian lubang bekas serangga, sasaran seluruh lubang pada permukaan
kayu dengan cara menyiapkan bahan pengisi dengan mencampurkan serbuk
kayu dengan lem atau epoxy resin sampai membentuk pasta, kemudian
masukkan bahan pengisi ke dalam lubang bekas serangga dengan
menggunakan spatula biarkan hingga mengering.
d. Injeksi bagian yang retak, sasaran retakan kayu dengan cara tutup retakan
dengan wax atau lempung dan buat corong pada bagian yang paling atas.
Siapkan campuran resin dan hardener secara homogeny, injeksikan bahan
tersebut ke bagian kayu yang retak. Setelah campuran mengering, kupas wax
atau lempung sampai bersih.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
e. Penyambungan, sasaran bagian yang mengalami patah, rapuh dengan cara
potong bagian kayu yang rapuh dan buatlah bidang sambung pada benda
tersebut. Siapkan kayu pengganti dan buatlah bidang sambung sesuai bidang
sambung yang ada pada benda tersebut. Siapkan bahan perekat dan oleskan
pada kedua bidang sambung. Sambungkan kedua bidang sambung dan
pasanglah klem atau tali pengikat agar posisi sambungan tidak berubah.
Bidang sambung yang secara struktural berfungsi menyangga beban dapat
dipasang pasak sebagai perkuatan. Khusus untuk kayu yang patah tetapi
kondisinya masih baik, penyambungan hanya dilakukan dengan
menggunakan perekat pada bidang patahan, sehingga bidang patahan
difungsikan sebagai bidang sambung. Dalam hal kayu berukuran besar dan
secara struktural berfungsi sebagai penyangga beban dapat digunakan pasak
sebagai perkuatan. Setelah bahan perekat kering lepaskan klem dan tali
pengikat, serta bersihkan sisa bahan perekat.
f. Penyelarasan warna (kamuflase), sasaran bekas pengisian lubang, bekas
tambalan, bekas injeksi, dan bekas sambungan dengan cara siapkan serbuk
gergajian kayu yang warna dan teksturnya sama dengan kayu asli. Siapkan
bahan perekat epoxy resin dan campurkan dengan serbuk gergajian kayu
hingga homogeny. Oleskan bahan tersebut pada bekas pengisian lubang,
bekas tambalan, bekas injeksi, dan bekas sambungan. Setelah bahan perekat
mendekati masa kental perlu ditaburi dengan serbuk gergajian kayu sejenis.
Bersihkan sisa bahan perekat yang masih menempel di permukaan kayu.
2.6. Material Untuk Perbaikan
Pemilihan material untuk perbaikan biasanya dilakukan untuk mengetahui kinerja
dari material yang akan diaplikasikan agar sesuai dengan yang dibutuhkan
dilapangan. Beberapa syarat-syarat sebagai material untuk perbaikan :
a. Daya lekat yang kuat
Kelekatan antara material untuk perbaikan dengan kayu yang akan diperbaiki
harus menyatu dengan baik sehingga satu kesatuan kayu yang utuh.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
b. Deformable pada kayu
Material untuk perbaikan harus menyesuaikan bentuk kayu yang akan
diperbaiki.
c. Tidak mengurangi kekuatan kayu
Material untuk perbaikan yang digunakan untuk memperbaiki kayu mampu
menahan beban yang sama pada kayu yang akan diperbaiki.
2.6.1. Serbuk Kayu
Serbuk kayu adalah sisa dari proses pengerjaan kayu. Serbuk kayu yang
dihasilkan dari proses pengerjaan biasanya terkumpul dalam jumlah yang banyak.
Pemanfaatan serbuk kayu di Indonesia belum begitu banyak selain untuk bahan
kerajinan dan bahan bakar.
Produksi total kayu gergajian Indonesia mencapai 2,6 juta m3 per tahun (Forestry
Statistics of Indonesia 1997/1998). Dengan asumsi bahwa jumlah limbah yang
terbentuk 54,24 % dari produksi total maka dihasilkan limbah penggergajian
sebanyak 1,4 juta m3 per tahun. Angka ini cukup besar karena mencapai sekitar
separuh dari produksi kayu gergajian.
Untuk industri besar dan terpadu, limbah serbuk kayu gergajian sudah
dimanfaatkan menjadi bentuk briket arang dan arang aktif yang dijual secara
komersial (Pusat Pendidikan Lingkungan Hidup (PPLH), 2007). Namun untuk
industri penggergajian kayu skala industri kecil yang jumlahnya mencapai ribuan
unit dan tersebar dipedesaan, limbah in i belum dimanfaatkan secara optimal.
Penelitian ini dimaksudkan untuk memanfaatkan serbuk kayu jati sebagai bahan
perbaikan kayu dengan cara menambal kayu yang rusak akibat lubang. Bahan
campuran yang dipakai pada penelitian ini adalah serbuk sisa penggergajian,
pengetaman dan pengamplasan kayu. Jenis kayu yang digunakan adalah jenis
kayu jati. Karakteristik serbuk kayu jati mempunyai kerapatan yang lebih tinggi
dibandingkan dengan serbuk dari jenis kayu lainnya (Yohanes Kelik Bekti
Subagyo, 2003).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
Serbuk kayu sebagai bahan dasar material pembuatan benda uji dalam penelitian
ini dibedakan menjadi tiga macam, yaitu :
b. Serbuk gergaji, yaitu serbuk yang berasal dari sisa penggergajian kayu.
c. Serbuk pasahan/ketam, yaitu serbuk yang berasal dari sisa pemasahan kayu,
tekstur serbuk ini lebih kasar dan lebih besar dari serbuk gergaji.
d. Serbuk amplasan, yaitu serbuk yang berasal dari sisa penghalusan permukaan
kayu, teksturnya sangat halus sehingga sangat cocok sebagai pengisi (filler).
2.6.2. Kayu Jati
Pirolisis biomassa merupakan salah satu teknologi alternatif yang dikembangkan
pada beberapa bidang dalam kimia. Salah satunya mengisolasi senyawa kimia
yang kemudian dapat dikonversi menjadi sumber energi hidrokarban alternatif.
Pada proses pirolisis terhadap kayu, terjadi degradasi lignin sebagai akibat dari
kenaikan temperatur sehingga dihasilkan senyawa-senyawa karekteristik sesuai
dengan jenis kayu. Daya tahan tersebut disebabkan oleh fenol, terpena, alkaloid
dan subtansi lain yang menumpuk dalam kayu teras dan merupakan racun bagi
jamur perusak kayu dan serangga.
Senyawa-senyawa hasil pirolisis serbuk kayu jati mengandung p-guaiakol, 2
metoksi 4 propenil fenol, 2 metoksi 4 metil fenol, 3,4,5 trimetoksi toluene dan 1,3
dimetoksi siringol (Fatimah & Nugraha, 2005).
J. P. B. Gmelig Meijling dan J. J. H. De Jong (1953) menggolongkan macam-
macam kayu menjadi beberapa tingkat golongan, yaitu :
a. Tingkat Keawetan
Pada penyusunan daftar ini berpangkal pada pemakaian kayu dalam tanah di
iklim panas, angka-angka menunjukkan jumlah tahun selama saat kayu tetap
dalam keadaan baik. Tingkat keawetan kayu dapat dilihat pada Tabel 2.4.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
Tabel 2.4. Tingkat keawetan kayu
Tingkat I II III IV V
a 8 th 5 th 3 th singkat sekali singkat sekali
b 20 th 15 th 10 th beberapa tahun singkat sekali
c tak terbatas tak terbatas lama 10 th atau 20 th singkat
d tak terbatas tak terbatas tak terbatas minimum 20 th maks. 20 th
e tidak tidak agak cepat cepat sekali cepat sekali
f tidak tidak tidak tidak
membahayakan cepat sekali
Keterangan :
a. : dikenai tanah lembab
b. : diluar, dilindungi terhadap pemasukan air, tetapi tidak dikenai tanah
c. : didalam, tidak dikenai tanah lembab
d. : didalam, tidak dikenai tanah lembab tetapi kayunya dipelihara
e. : dimakan rayap
f. : d imakan kumbang bubuk kayu
b. Tingkat Kekuatan
Begitu banyak jenis kayu mempunyai kekuatan yang berbeda. Kekuatan kayu
dinyatakan dalam Tabel 2.5.
Tabel 2.5. Tingkat kekuatan kayu
Tingkat I II III IV V
a 1100 kg/cm2 725 kg/cm2 500 kg/cm2 360 kg/cm2 < 360 kg/cm2
b 750 kg/cm2 425 kg/cm2 300 kg/cm2 215 kg/cm2 < 215 kg/cm2
c 0,9 kg/cm3 0,6 kg/cm3 0,4 kg/cm3 0,3 kg/cm3 < 0,3 kg/cm3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Keterangan :
a. : keteguhan lengkung kayu dalam kg/cm2
b. : keteguhan tekan kayu dalam kg/cm2
c. : berat jenis kayu dalam kg/cm3
c. Tingkat Pemakaian
Untuk menyatakan kegunaan kayu diberikan lima tingkat pemakaian, yaitu :
Tingkat I dan II : untuk konstruksi-konstruksi berat, diluar dan dikenai oleh
tanah lembab.
Tingkat III : untuk konstruksi-konstruksi berat dibawah atap dan tidak
dikenai tanah lembab.
Tingkat IV : untuk konstruksi-konstruksi ringan didalam.
Tingkat V : untuk pekerjaan sementara.
Beberapa contoh kayu berdasarkan tingkat pemakaian :
Tingkat Pemakaian I : Jati, Merbau, Bangkirai, Sonokeling, Belian, Johar,
Kayu Arang, Resak, Leban, Gofassa.
Tingkat Pemakaian II : Rasamala, Merawah, Lasi, Weru, Sonokembang.
Tingkat Pemakaian III : Kamper, Puspa, Mahoni, Keruwing.
Tingkat Pemakaian IV : Meranti, Suren, Durian.
Bahwa kayu diatas sangat tergantung dari tempat pengambilan.
Dari golongan macam-macam kayu yang telah diuraikan, kayu jati termasuk :
1) Tingkat Pemakaian I
2) Tingkat Keawetan I
3) Tingkat Kekuatan II
Dengan keterangan bahwa kayu jati untuk konstruksi berat, pemakaian diluar
dan dikenai tanah lembab lamanya sekurang-kurangnya 8 tahun. Diluar tetapi
tidak dikenai tanah lamanya sekurang-kurangnya 20 tahun. Didalam tidak
terbatas lamanya. Tidak dimakan rayap atau bubuk. Keteguhan lengkung
sekurang-kurangnya 725 kg/cm2. Keteguhan tekan sekurang-kurangnya 425
kg/cm2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
2.6.3. Perekat
Perekat yang digunakan bersifat thermosetting, yaitu sifat mengerasnya bahan
perekat akibat percampuran dua komponen bahan yaitu resin dan harderner atau
ditambah katalisator membentuk rangkaian tiga d imensi dan kalau sudah
mengeras tidak dapat dilarutkan kembali. Perekat yang dipakai untuk mencampur
serbuk kayu pada penelitian ini adalah campuran dari resin dan hardener dengan
merk Epoxy MR. Epoxy MR dapat merekatkan praktis apa saja pada hampir semua
benda, misalnya : besi-besi, besi-kayu, besi-kaca, aluminium-tembaga, kayu-
plastik, porselen-porselen, batu perhiasan-emas. Dalam penggunaannya campuran
yang dibiarkan akan membeku dalam 3 jam.
Epoxy MR adalah struktur bahan perekat thermosetting yang terdiri dari dua
komponen bahan yaitu resin dan harderner. Resin adalah bahan yang berfungsi
sebagai perekat. Resin ini terdiri dari monomer atau polimer dengan kelompok
epoksida. Hardener adalah bahan yang berfungsi sebagai pengeras. Ketika
senyawa ini dicampur bersama, kelompok amina bereaksi dengan kelompok
epoksida untuk membentuk ikatan kovalen dengan demikian kaku dan kuat.
Nikho Sunartanto (2012), 90 gram campuran serbuk kayu membutuhkan kadar
resin 97 cc. Hasil pengujian didapat campuran yang mempunyai kuat tekan paling
tinggi adalah benda uji dengan kadar hardener 25% dan kadar filler 25% (CSM-
F25/H25) dengan kebutuhan serbuk 100 gram, dengan nilai kuat tekan sebesar
0,73 MPa. Sedangkan campuran yang mempunyai kuat tarik paling tinggi adalah
benda uji dengan kadar hardener 100% dan kadar filler 50% (TSM- F50/H100),
kebutuhan serbuk 89 gram, dengan nilai kuat tarik sebesar 9,31 MPa.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Uraian Umum
Metodologi merupakan perihal urutan langkah-langkah yang ditempuh supaya
pengetahuan yang diperoleh memenuhi ciri-ciri ilmiah. Metode yang digunakan
dalam penelitian ini adalah metode kuantitatif atau eksperimen. Penyajian data
hasil penelitian ini berupa diagram atau grafik.
Metode penelitian kuantitatif merupakan metode penelitian yang digunakan untuk
meneliti pada sampel yang spesifik dengan teknik pengambilam sampel
dikerjakan secara acak. Pengumpulan data dengan menggunakan alat bantu
penelitian. Data yang diperoleh dan analisis data berbentuk kuantitatif atau
statistik dengan tujuan untuk menguji hipotesis yang sudah ditetapkan.
Metode penelitian kualitatif merupakan metode penelitian yang digunakan untuk
meneliti kondisi objek yg alamiah (sebagai lawannya adalah eksperimen), dimana
peneliti adalah sebgai instrumen kunci. Pengambilan sampel, sumber dan data
dilakukan secara sengaja. Teknik pegumpulan data dilakukan dengan
penggabungan analisis data yang bersifat induktif atau kualitatif. Hasil metode
penelitian kualitatif lebih menekankan pada makna daripada generalisasi.
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kuat tekan, kuat geser
dan kuat lekat setiap benda uji (material untuk perbaikan kayu) yang terbuat dari
campuran serbuk kayu, yaitu serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan
dengan perekat resin dan hardener, yang nantinya akan digunakan untuk bahan
perbaikan kayu dengan cara patching. Selain itu penelitian yang dilakukan adalah
mengamati pengaruh kadar filler dan penambahan kadar hardener terhadap kuat
tekan, kuat geser dan kuat lekat pada setiap benda uji.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
3.2. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Serbuk gergaji kayu jati,
b. Serbuk pasahan/ketam kayu jati,
c. Serbuk amplasan kayu jati,
d. Perekat (resin dan hardener) dengan merk epoxy.
3.3. Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1) Pembuatan bekisting
a) Kayu lapis tebal 18 mm,
b) Gergaji dan mesin potong,
c) Penggaris, jangka sorong dan alat tulis,
d) Palu dan paku.
2) Pengujian kadar air
a) Cawan,
b) Timbangan,
c) Oven dengan kapasitas 200 C.
3) Pembuatan benda uji
a) Sarung tangan karet,
b) Baskom plastik/wadah untuk mencampur,
c) Timbangan,
d) Gelas ukur,
e) Scrap,
f) Pemadat.
4) Pengujian benda uji
a) UTM ( Universal Testing Machine)
Universal Testing Machine (UTM) adalah alat yang digunakan untuk
menguji kuat tarik, kuat tekan dan kuat geser suatu bahan. Alat ini
menggunakan sistim hidrolis untuk memberikan gaya pada benda uji.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
3.4. Langkah Kerja
Tahapan metodologi penelitian merupakan urutan-urutan kegiatan yang
dilaksanakan secara sistematis, logis dengan mempergunakan alat bantu ilmiah
yang bertujuan untuk memperoleh kebenaran suatu objek permasalahan.
Secara garis besar pelaksanaan penelitian dengan tahap-tahap sebagai berikut:
Tahap I : Tahap persiapan awal.
Tahap II : Tahap pemilihan bahan dan peralatan.
Tahap III : Tahap pemeriksaan kadar air sebelum pengujian.
Tahap IV : Tahap pembuatan benda uji.
Tahap V : Tahap pengujian.
Tahap VI : Tahap analisis data dan pembahasan.
3.4.1. Tahap Persiapan Awal
Tahap persiapan merupakan tahap awal untuk mempersiapkan segala sesuatu yang
terkait dengan masalah penelitian yang akan dilakukan. Tahap persiapan yang
pertama berupa menyiapkan semua kebutuhan bahan untuk pembuatan benda uji
yaitu, menyiapkan serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan serta
perekat. Tahap persiapan yang kedua berupa menyiapkan peralatan baik untuk
pembuatan benda uji maupun untuk pengujian. Peralatan yang akan digunakan
diperiksa sebelumnya untuk mengetahui kelayakan alat dalam pelaksanaan
penelitian.
3.4.2. Tahap Pemilihan Bahan dan Peralatan
Bahan utama penelitian ini adalah serbuk kayu jati, yaitu serbuk gergaji, serbuk
ketam dan serbuk amplasan dengan perekat resin dan hardener. Serbuk kayu
tersebut diperiksa terlebih dahulu agar tidak tercampur dengan bahan yang lain.
Perekat juga diperiksa apakah masih layak atau tidak layak, tidak layak dalam
artian perekat tersebut sudah menggumpal sehingga daya rekatnya berkurang.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
Peralatan yang digunakan adalah alat uji utama dan peralatan pembantu, seperti
yang telah disebutkan di atas. Tujuan pemilihan peralatan untuk membantu dalam
kelancaran proses penelitian.
3.4.3. Pemeriksaan Kadar Air
Kadar air kayu atau bahan berkayu dapat dinyatakan dalam kadar air berdasarkan
berat kayu kering oven atau berat kayu basah. Langkah-langkah yang dilakukan
untuk mengetahui kadar air serbuk kayu sebelum pengujian adalah sebagai
berikut :
1. Menyiapkan serbuk kayu jati, yaitu serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk
amplasan yang telah dipilih dimasukkan ke dalam cawan.
2. Menghitung berat masing-masing serbuk kayu dengan cara menimbang,
sehingga mendapatkan berat awal (Wo).
3. Mengeringkan serbuk kayu yang telah disiapkan dengan cara di masukkan ke
dalam oven selama 1 jam dengan suhu 1000C.
4. Setelah 1 jam, mengambil serbuk kayu dari dalam oven lalu menimbang
masing-masing beratnya, sehingga mendapatkan berat serbuk kayu setelah
kering oven (Wd).
5. Menghitung kadar air dengan mengacu pada Persamaan (3.1) :
%100)( 0 x
WWW
md
d-= (3.1)
dengan :
m : kadar air (%)
Wo : berat benda uji sebelum dikeringkan (gram)
Wd : berat benda uji setelah dikeringkan (gram)
3.4.4. Tahap Pembuatan Benda Uji
Pembuatan benda uji, yaitu membuat sampel/benda uji yang berasal dari
campuran serbuk kayu jati (serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan)
dengan perekat resin dan hardener.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Dari uji pendahuluan yang dilakukan sebelumnya, jika satu benda uji dengan
volume 282 cm3 membutuhkan serbuk kayu 118 gram,
maka, gramcm 42,0282118
1 3 ==
Dari penelitian yang dilakukan sebelumnya, untuk 90 gram campuran serbuk kayu
membutuhkan kadar resin 97 cc,
maka, ccgram 08,19097
1 ==
a. Benda uji kuat tekan
Jumlah benda uji yang digunakan untuk uji kuat tekan berjumlah 18 buah,
dengan klasifikasi seperti pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Benda uji untuk pengujian kuat tekan.
Jenis benda uji
Kadar hardener
75 %
Kadar hardener
100 %
Kode sampel Jml
sampel Kode sampel
Jml
sampel
Serbuk gergaji + ketam
+ filler 25% CST-H75/F25 3 CST-H100/F25 3
Serbuk gergaji + ketam
+ filler 50% CST-H75/F50 3 CST-H100/F50 3
Serbuk gergaji + ketam
+ filler 75% CST-H75/F75 3 CST-H100/F75 3
keterangan :
CST : Campuran Sampel Tekan
H : Hardener
F : Filler
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
Benda uji kuat tekan dengan ukuran (5 x 5 x 5) cm, untuk lebih jelasnya
bentuk sketsa benda uji kuat tekan dapat dilihat pada Gambar 3.1.
5.00
5.00
5.00
ukuran dalam cm
Gambar 3.1. Model Benda Uji Kuat Tekan
b. Benda uji kuat geser
Jumlah benda uji yang digunakan untuk uji kuat geser berjumlah 18 buah,
dengan klasifikasi seperti pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2. Benda uji untuk pengujian kuat geser.
Jenis benda uji
Kadar hardener
75 %
Kadar hardener
100 %
Kode sampel Jml
sampel Kode sampel
Jml
sampel
Serbuk gergaji + ketam
+ filler 25% CSG-H75/F25 3 CSG-H100/F25 3
Serbuk gergaji + ketam
+ filler 50% CSG-H75/F50 3 CSG-H100/F50 3
Serbuk gergaji + ketam
+ filler 75% CSG-H75/F75 3 CSG-H100/F75 3
keterangan :
CSG : Campuran Sampel Geser
H : Hardener
F : Filler
P
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Benda uji kuat geser dengan ukuran (6,1 x 5 x 5) cm, untuk lebih jelasnya bentuk
sketsa benda uji kuat geser dapat dilihat pada Gambar 3.2.
ukuran dalam cm
4.30
1.80
4.306.10
2.50 2.50
5.00
1.80
5.00
Gambar 3.2. Model Benda Uji Kuat Geser
c. Benda uji kuat lekat
Jumlah benda uji yang digunakan untuk uji kuat lekat berjumlah 18 buah,
dengan klasifikasi seperti pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3. Benda uji untuk pengujian kuat lekat.
Jenis benda uji
Kadar hardener
75 %
Kadar hardener
100 %
Kode sampel Jml
sampel Kode sampel
Jml
sampel
Serbuk gergaji + ketam
+ filler 25% CSK-H75/F25 3 CSK-H100/F25 3
Serbuk gergaji + ketam
+ filler 50% CSK-H75/F50 3 CSK-H100/F50 3
Serbuk gergaji + ketam
+ filler 75% CSK-H75/F75 3 CSK-H100/F75 3
keterangan :
CSK : Campuran Sampel Kelekatan
H : Hardener
F : Filler
P
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Benda uji kuat lekat dengan ukuran (4 x 6 x 20) cm, untuk lebih jelasnya bentuk
sketsa benda uji kuat lekat dapat dilihat pada Gambar 3.3.
4.80
15.20
20.0012.00
6.00
30°
4.00
ukuran dalam cm
kayu
campuranserbuk kayu
Gambar 3.3. Model Benda Uji Kuat Lekat
Langkah-langkah yang dilakukan untuk membuat benda uji adalah sebagai
berikut:
1. Menimbang masing-masing serbuk kayu dengan berat yang telah ditentukan.
2. Mencampur semua serbuk kayu yang sudah ditimbang ke dalam baskom
plastik.
3. Resin yang sudah ditakar dengan menggunakan gelas ukur dituang kedalam
baskom plastik yang berisi serbuk kayu.
4. Aduk campuran serbuk kayu dengan resin hingga merata kurang lebih 15
menit, kemudian hardener yang sudah ditakar dengan menggunakan gelas ukur
dituang kedalam baskom plastik yang berisi campuran tersebut.
5. Aduk kembali campuran serbuk kayu yang sudah tercampur dengan resin dan
hardener hingga merata kurang leb ih 15 menit.
6. Setelah campuran merata tuang kedalam bekisting yang sudah disiapkan yang
dilapisi dengan lakban plastik dengan cara dituang sedikit demi sedikit sambil
ditekan hingga padat.
7. Tunggu minimal 24 jam untuk mendapatkan kering yang secara merata.
P
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
3.4.5. Tahap Pengujian
Kuat tekan diperoleh dengan cara memberikan tekanan sehingga terjadi perubahan
bentuk yang diakibatkan oleh adanya tekanan yang diberikan kepada material
tersebut.
Kuat geser dipero leh dengan cara memberikan tekanan sehingga terjadi
pergeseran yang diakibatkan adanya tekanan yang diberikan kepada material
tersebut.
Kuat lekat diperoleh dengan cara memberikan tekanan sehingga terjadi pemisahan
yang diakibatkan oleh adanya geser pada kedua material tersebut (kayu induk dan
material patching).
Langkah-langkah yang d ilakukan untuk pengujian benda uji adalah sebagai
berikut :
1. Mengukur masing-masing benda uji.
2. Meletakkan benda uji pada mesin UTM dengan mengaturnya pada tombol
kontrol.
3. Pengujian kuat tekan dilakukan dengan memberikan gaya tekan/beban pada
benda uji, hingga benda uji tersebut runtuh/pecah. Sehingga mendapatkan
beban maksimum pada setiap benda uji.
4. Pengujian kuat geser dilakukan dengan memberikan gaya tekan/beban pada
benda uji, hingga benda uji tersebut terjadi pergeseran. Sehingga mendapatkan
beban maksimum pada setiap benda uji.
5. Pengujian kuat lekat dilakukan dengan memberikan gaya tekan/beban pada
benda uji, hingga terjadi pemisahan benda uji tersebut. Sehingga mendapatkan
beban maksimum pada setiap benda uji.
3.4.6. Tahap Analisis Data dan Pembahasan
Dari hasil pengujian diperoleh beban maksimum, kemudian dilakukan analisis
data untuk mengetahui besarnya kekuatan/tegangan pada setiap benda uji.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
a. Kuat tekan dari benda uji dihitung dengan Persamaan (3.2) :
cf = A
Pmaks (3.2)
dengan :
cf : kuat tekan (MPa)
maksP : beban maksimum (kN)
A : luas penampang (mm2)
b. Kuat geser dari benda uji dihitung dengan Persamaan (3.3) :
sf = A
Pmaks (3.3)
dengan :
sf : kuat geser (MPa)
maksP : beban maksimum (kN)
A : luas penampang (mm2)
c. Kuat lekat dari benda uji dihitung dengan Persamaan (3.4) :
crf = SinxCosA
Pmaks . (3.4)
dengan :
crf : kuat lekat (MPa)
maksP : beban maksimum (kN)
A : luas penampang (mm2)
: derajat kemiringan (300)
3.5. Diagram Alir Penelitian
Secara garis besar diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.4.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
Ya Tidak
Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian
Mulai
Pengovenan dan Pemeriksaan Kadar Air Serbuk Kayu
Pembuatan Sampel Geser
Pengujian Kuat Geser
Analisis Data dan Pembahasan
Selesai
Kadar Air
Persiapan
- Serbuk kayu (serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan)
- Perekat (resin dan hardener)
Bahan
- Cawan - Timbangan - Jangka sorong - Oven dengan kapasitas 200 C - Sarung tangan karet - Baskom plastik
(wadah untuk mencampur) - Gelas ukur - Scrap
Peralatan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
BAB 4
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Data dan Hasil Pengujian Kadar Air
Kadar air kayu atau bahan berkayu dapat dinyatakan dalam kadar air berdasarkan
berat kayu kering oven atau berat kayu basah. Perhitungan nilai kadar air dapat
dilakukan dengan cara perbandingan antara berat awal dikurangi berat serbuk
kayu setelah kering oven dengan berat serbuk kayu setelah kering oven dikali
100%. Untuk lebih jelasnya menghitung kadar air dengan mengacu pada
Persamaan (3.1) :
%100)( 0 x
WWW
md
d-=
Dari pengujian diperoleh :
a. Serbuk ketam
berat awal (Wo) = 20 gram
berat setelah di oven (Wd) = 18 gram
maka, kadar air %10018
)1820(xm
-= = 11,11%
b. Serbuk gergaji
berat awal (Wo) = 100 gram
berat setelah di oven (Wd) = 96 gram
maka, kadar air %10096
)96100(xm
-= = 4,17%
c. Serbuk amplasan
berat awal (Wo) = 60 gram
berat setelah di oven (Wd) = 58 gram
maka, kadar air %10058
)5860(xm
-= = 3,45%
%24,63
)45,317,411,11( =++=-rataratam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
Kadar air rata-rata 6,24%, kondisi ini masih diijinkan dengan mengacu di dalam
(SNI-5, 2002) bahwa kayu kering udara dengan kandungan kadar air 20% dan
penggolongan kelas kuat kayu secara masinal pada kandungan air standar 15%.
4.2. Data dan Hasil Pengujian Kuat Tekan
Kuat tekan diperoleh dengan cara memberikan tekanan dengan alat UTM
sehingga terjadi perubahan bentuk yang diakibatkan oleh adanya tekanan yang
diberikan kepada material tersebut. Dari data tersebut kemudian diolah sehingga
diperoleh nilai kuat tekan dari benda uji. Sehingga perhitungan nilai kuat tekan
dapat dilakukan dengan cara perbandingan antara beban maksimum (Pmax) dengan
luas penampang (A). Untuk lebih jelasnya kuat tekan dari benda uji dih itung
dengan Persamaan (3.2) :
cf = A
Pmaks
Contoh perhitungan kuat tekan :
A = 50,6 mm x 50,9 mm
= 2576 mm2
Pmax = 55,54 kN
= 55540 N
cf = 2576
55540
= 21,56 MPa
Hasil pengujian kuat tekan benda uji selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
Tabel 4.1. Kuat tekan benda uji dengan variasi filler dan hardener
No. Kode Benda Uji
Beban (P) Kuat
Tekan Kuat Tekan
(fc) Maksimum (fc) Rata-rata
(kN) (MPa) (MPa)
1
CST H75/F25
1 51.99 19.67
20.28 2 2 51.58 19.60
3 3 55.54 21.56
4
CST H100/F25
1 82.78 31.76
31.79 5 2 80.10 31.30
6 3 89.43 32.32
7
CST H75/F50
1 65.69 26.17
25.75 8 2 67.15 26.97
9 3 60.58 24.10
10
CST H100/F50
1 67.98 25.52
26.77 11 2 72.58 27.13
12 3 70.39 27.66
13
CST H75/F75
1 51.47 20.51
20.40 14 2 46.51 19.77
15 3 50.84 20.92
16
CST H100/F75
1 73.75 28.13
29.66 17 2 82.58 31.60
18 3 78.52 29.24
4.2.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Tekan
Dari data diatas dapat diketahui bagaimana pengaruh penambahan kadar hardener
terhadap kuat tekan benda uji pada tiap-tiap kadar filler. Untuk lebih jelasnya
dapat dilihat dari Grafik 4.1 sampai dengan Grafik 4.4.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
Grafik 4.1. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat tekan pada
kadar filler 25%
Grafik 4.2. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat tekan pada
kadar filler 50%
20.28
31.79
0
5
10
15
20
25
30
35
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Tekan
Filler 25%
25.75 26.77
0
5
10
15
20
25
30
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Tekan
Filler 50%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
Grafik 4.3. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat tekan pada
kadar filler 75%
Grafik 4.4. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat tekan pada
tiap-tiap kadar filler
20.40
29.66
0
5
10
15
20
25
30
35
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Tekan
Filler 75%
20.28
31.79
25.75 26.77
20.40
29.66
0
5
10
15
20
25
30
35
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Tekan
Filler 25%
Filler 50%
Filler 75%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
4.3. Data dan Hasil Pengujian Kuat Geser
Kuat geser diperoleh dengan cara memberikan tekanan dengan alat UTM
sehingga terjadi pergeseran yang diakibatkan adanya tekanan yang diberikan
kepada material tersebut. Dari data tersebut kemudian diolah sehingga diperoleh
nilai kuat geser dari benda uji. Sehingga perhitungan nilai kuat geser dapat
dilakukan dengan cara perbandingan antara beban maksimum (Pmax) dengan luas
penampang (A). Untuk lebih jelasnya kuat geser dari benda uji dihitung dengan
Persamaan (3.3) :
sf = A
Pmaks
Contoh perhitungan kuat geser :
A = 21,2 mm x 50,5 mm
= 1071 mm2
Pmax = 6,24 kN
= 6240 N
sf = 10716240
= 5,83 MPa
Hasil pengujian kuat geser benda uji selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
Tabel 4.2. Kuat geser benda uji dengan variasi filler dan hardener
No. Kode Benda Uji
Beban (P) Kuat Geser
Kuat Geser (fs)
Maksimum (fs) Rata-rata
(kN) (MPa) (MPa)
1
CSG H75/F25
1 11.25 10.44
6.99 2 2 6.24 5.83
3 3 5.19 4.69
4
CSG H100/F25
1 11.41 10.91
11.45 5 2 10.78 10.02
6 3 14.37 13.41
7
CSG H75/F50
1 3.01 2.77
2.57 8 2 2.76 2.54
9 3 2.53 2.39
10
CSG H100/F50
1 14.81 14.23
12.15 11 2 11.43 10.61
12 3 12.18 11.60
13
CSG H75/F75
1 2.12 2.07
2.07 14 2 1.71 1.64
15 3 2.58 2.51
16
CSG H100/F75
1 20.37 19.45
18.42 17 2 21.20 18.96
18 3 17.89 16.86
4.3.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Geser
Dari data diatas dapat diketahui bagaimana pengaruh penambahan kadar hardener
terhadap kuat geser benda uji pada tiap-tiap kadar filler. Untuk lebih jelasnya
dapat dilihat dari Grafik 4.5 sampai dengan Grafik 4.8.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Grafik 4.5. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat geser pada
kadar filler 25%
Grafik 4.6. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat geser pada
kadar filler 50%
6.99
11.45
0
2
4
6
8
10
12
14
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Geser
Filler 25%
2.57
12.15
0
2
4
6
8
10
12
14
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Geser
Filler 50%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
Grafik 4.7. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat geser pada
kadar filler 75%
Grafik 4.8. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat geser pada
tiap-tiap kadar filler
2.07
18.42
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Geser
Filler 75%
6.99
11.45
2.57
12.15
2.07
18.42
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Geser
Filler 25%
Filler 50%
Filler 75%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
4.4. Data Hasil Pengujian Kuat Lekat
Kuat lekat diperoleh dengan cara memberikan tekanan dengan alat UTM sehingga
terjadi pemisahan yang diakibatkan oleh adanya geser pada kedua material
tersebut (kayu induk dan material patching). Dari data tersebut kemudian diolah
sehingga diperoleh nilai kuat lekat dari benda uji. Sehingga perhitungan nilai kuat
lekat dapat dilakukan dengan cara perbandingan antara beban maksimum (Pmax)
dengan luas penampang (A) dikali dengan kemiringan sudut (Cos S ) dimana
300. Untuk lebih jelasnya kuat lekat dari benda uji dihitung dengan
Persamaan (3.4) :
crf = SinxCosA
Pmaks .
Contoh perhitungan kuat lekat :
A = 37,5 mm x 55,9 mm
= 2096 mm2
Pmax = 6,54 kN
= 6540 N
cf = 00 30.3020966540
SinxCos
= 1,35 MPa
Hasil pengujian kuat lekat benda uji selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Tabel 4.3. Kuat lekat benda uji dengan variasi filler dan hardener
No. Kode Benda Uji
Beban (P) Kuat Lekat Kuat Lekat
(fcr) Maksimum (fcr) Rata-rata
(kN) (MPa) (MPa)
1
CSK H75/F25
1 17.78 3.71
2.57 2 2 6.54 1.35
3 3 12.56 2.64
4
CSK H100/F25
1 21.17 4.30
4.86 5 2 27.74 5.65
6 3 21.63 4.64
7
CSK H75/F50
1 7.62 1.54
0.97 8 2 5.71 1.12
9 3 1.12 0.25
10
CSK H100/F50
1 34.26 6.88
5.42 11 2 21.27 3.97
12 3 26.58 5.41
13
CSK H75/F75
1 4.38 0.87
0.78 14 2 3.93 0.78
15 3 3.34 0.70
16
CSK H100/F75
1 39.20 7.97
8.94 17 2 37.13 7.65
18 3 59.05 11.19
4.4.1. Pengaruh Kadar Hardener terhadap Kuat Lekat
Dari data diatas dapat diketahui bagaimana pengaruh penambahan kadar hardener
terhadap kuat lekat benda uji pada tiap-tiap kadar filler. Untuk lebih jelasnya
dapat dilihat dari Grafik 4.9 sampai dengan Grafik 4.12.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Grafik 4.9. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat lekat pada
kadar filler 25%
Grafik 4.10. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat lekat pada
kadar filler 50%
2.57
4.86
0
1
2
3
4
5
6
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Lekat
Filler 25%
0.97
5.42
0
1
2
3
4
5
6
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Lekat
Filler 50%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
Grafik 4.11. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat lekat pada
kadar filler 75%
Grafik 4.12. Grafik hubungan antara kadar hardener terhadap kuat lekat pada
tiap-tiap kadar filler
0.78
8.94
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Lekat
Filler 75%
2.57
4.86
0.97
5.42
0.78
8.94
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
75% 100%Kadar Hardener
Hubungan Kadar Hardener dan Kuat Lekat
Filler 25%
Filler 50%
Filler 75%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
4.5. Pembahasan
Dengan komposisi campuran yang telah ditentukan, maka serbuk kayu dengan
kadar air rata-rata 6,24% dapat diketahui kekuatannya dengan melakukan
pengujian. Hasil pengujian yang digambarkan dari grafik diatas dapat diketahui
seberapa besar pengaruh kadar hardener dan kadar filler terhadap kuat tekan, kuat
geser dan kuat lekat setiap benda uji.
4.5.1. Kuat Tekan
Dari Grafik 4.1 sampai dengan Grafik 4.3 dapat diketahui bahwa penambahan
kadar hardener pada tiap-tiap kadar filler meningkatkan kuat tekan benda uji.
Peningkatan kuat tekan tersebut disebabkan karena perbandingan kadar resin dan
kadar hardener mendekati 100% yaitu dari kadar resin 100% dan kadar hardener
75% menjadi kadar resin 100% dan kadar hardener 100%. Dengan demikian
penambahan kadar hardener dari 75% menjadi 100% menunjukkan sifat hardener
sebagai pengeras semakin meningkat, sehingga kuat tekannya juga semakin
meningkat.
Dari Grafik 4.4, pada kadar resin 100% dan kadar hardener 75% dengan kadar
filler 25% mendapatkan kuat tekan sebesar 20,28 MPa. Pada kadar resin 100%
dan kadar hardener 75% dengan kadar filler 50% mendapatkan kuat tekan sebesar
25,75 MPa. Dengan penambahan kadar filler sampai 50% ada peningkatan kuat
tekannya. Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 75% dengan kadar filler
75% mendapatkan kuat tekan sebesar 20,40 MPa. Dengan menambahkan kadar
filler hingga 75% menurunkan kuat tekannya.
Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% kadar filler 25% mendapatkan
kuat tekan sebesar 31,79 MPa. Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100%
dengan kadar filler 50% mendapatkan kuat tekan sebesar 26,77 MPa. Dengan
adanya penambahan kadar filler 50% menurunkan kuat tekannya. Pada kadar
resin 100% dan kadar hardener 100% dengan kadar filler 75% mendapatkan kuat
tekan sebesar 29,66 MPa. Dengan menambahkan kadar filler hingga 75% dapat
meningkatkan kembali kuat tekannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 75% dengan penambahan kadar filler
sampai dengan 75%, masing-masing mempunyai nilai kuat tekan yang berbeda.
Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% dengan penambahan kadar filler
sampai dengan 75%, masing-masing juga mempunyai nilai kuat tekan yang
berbeda. Dari uraian tersebut menunjukkan tidak berarti bahwa penambahan kadar
filler selalu dapat meningkatkan kuat tekannya.
Dari hasil pengujian dipero leh nilai kuat tekan yang paling rendah pada kadar
resin 100% dan kadar hardener 75% dengan kadar filler 25% sebesar 20,28 MPa.
Kuat tekan paling tinggi pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% dengan
kadar filler 25% sebesar 31,79 MPa.
4.5.2. Kuat Geser
Dari Grafik 4.5 sampai dengan Grafik 4.7 dapat diketahui bahwa penambahan
kadar hardener pada tiap-tiap kadar filler meningkatkan kuat geser benda uji.
Peningkatan kuat geser tersebut disebabkan karena perbandingan kadar resin dan
kadar hardener mendekati 100% yaitu dari kadar resin 100% dan kadar hardener
75% menjadi kadar resin 100% dan kadar hardener 100%.
Dari Grafik 4.8, pada kadar resin 100% dan kadar hardener 75% dengan kadar
filler 25% mendapatkan kuat geser sebesar 6,99 MPa. Pada kadar resin 100% dan
kadar hardener 75% dengan kadar filler 50% mendapatkan kuat geser sebesar
2,57 MPa. Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 75% dengan kadar filler
75% mendapatkan kuat geser sebesar 2,07 MPa. Dengan penambahan kadar filler
tersebut hingga 75% menurunkan kuat gesernya.
Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% dengan kadar filler 25%
mendapatkan kuat geser sebesar 11,45 MPa. Pada kadar resin 100% dan kadar
hardener 100% dengan kadar filler 50% mendapatkan kuat geser sebesar 12,15
MPa. Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% dengan kadar filler 75%
mendapatkan kuat geser sebesar 18,42 MPa. Dengan penambahan kadar filler
tersebut hingga 75% meningkatkan kuat gesernya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
Dari uraian tersebut diatas menunjukkan bahwa sampai dengan kadar filler 75%
dengan penambahan kadar hardener dari 75% menjadi 100% menunjukkan sifat
hardener sebagai pengeras semakin meningkat, sehingga kuat gesernya juga
semakin meningkat dengan adanya penambahan kadar hardener tersebut.
Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 75% dengan adanya penambahan
kadar filler dari 25% sampai 75% menjadi tidak efektif, sehingga menurunkan
kuat gesernya. Karena penambahan kadar filler sampai dengan 75% dengan
tingkat kekerasan hardener yang kurang maksimal, sifat campuran tersebut tidak
semakin keras tetapi semakin rapuh.
Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% dengan adanya penambahan
kadar filler dari 25% sampai 75% meningkatkan kuat gesernya. Sudah diketahui
bahwa penambahan kadar hardener dari 75% menjadi 100% menunjukkan sifat
hardener sebagai pengeras semakin meningkat. Penambahan kadar filler sampai
dengan 75% menunjukkan sifat campuran tersebut semakin keras.
Dari hasil pengujian diperoleh nilai kuat geser yang paling rendah pada kadar
resin 100% dan kadar hardener 75% dengan kadar filler 75% sebesar 2,07 MPa.
Kuat geser paling tinggi pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% dengan
kadar filler 75% sebesar 18,42 MPa.
4.5.3. Kuat Lekat
Dari Grafik 4.9 sampai dengan Grafik 4.11 dapat diketahui bahwa penambahan
kadar hardener pada tiap-tiap kadar filler meningkatkan kuat lekat benda uji.
Peningkatan kuat lekat tersebut disebabkan karena perbandingan kadar resin dan
kadar hardener mendekati 100% yaitu dari kadar resin 100% dan kadar hardener
75% menjadi kadar resin 100% dan kadar hardener 100%.
Dari Grafik 4.12, pada kadar resin 100% dan kadar hardener 75% dengan kadar
filler 25% mendapatkan kuat lekat sebesar 2,57 MPa. Pada kadar resin 100% dan
kadar hardener 75% dengan kadar filler 50% mendapatkan kuat lekat sebesar 0,97
MPa. Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 75% dengan kadar filler 75%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
mendapatkan kuat lekat sebesar 0,78 MPa. Dengan penambahan kadar filler
tersebut hingga 75% menurunkan kuat lekatnya.
Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% dengan kadar filler 25%
mendapatkan kuat lekat sebesar 4,86 MPa. Pada kadar resin 100% dan kadar
hardener 100% dengan kadar filler 50% mendapatkan kuat lekat sebesar 5,42
MPa. Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% dengan kadar filler 75%
mendapatkan kuat lekat sebesar 8,94 MPa. Dengan penambahan kadar filler
tersebut hingga 75% meningkatkan kuat lekatnya.
Dari uraian tersebut diatas menunjukkan bahwa sampai dengan kadar filler 75%
dengan penambahan kadar hardener dari 75% menjadi 100% menunjukkan sifat
hardener sebagai pengeras semakin meningkat, sehingga kuat lekatnya juga
semakin meningkat dengan adanya penambahan kadar hardener tersebut.
Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 75% dengan adanya penambahan
kadar filler dari 25% sampai 75% menurunkan kuat lekatnya. Karena penambahan
kadar filler sampai dengan 75% sifat campuran tersebut tidak semakin keras tetapi
semakin rapuh, sehingga tingkat kelekatannya juga berkurang.
Pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% dengan adanya penambahan
kadar filler dari 25% sampai 75% meningkatkan kuat lekatnya. Penambahan
kadar filler sampai dengan 75% menunjukkan campuran kadar resin dan kadar
hardener tercampur merata dengan filler sehingga kelekatannya semakin
meningkat.
Dari hasil pengujian diperoleh nilai kuat lekat yang paling rendah pada kadar
resin 100% dan kadar hardener 75% dengan kadar filler 75% sebesar 0,78 MPa.
Kuat lekat paling tinggi pada kadar resin 100% dan kadar hardener 100% dengan
kadar filler 75% sebesar 8,94 MPa.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
4.5.4. Modulus Elastisitas
Elastisitas adalah sifat bahan yang mampu kembali kebentuk semula secara
lengkap apabila beban atau gaya yang menyebabkan deformasi dihilangkan.
Sebagai gambaran apabila pembebanan yang dikenakan pada benda uji tersebut
mengalami deformasi yang sedikit, dan apabila pembebanan tersebut dihilangkan
benda uji tersebut kembali kebentuk semula dengan ukuran yang sama seperti
semula sebelum dibebani. Dengan meningkatnya gaya yang terjadi, keadaan
tersebut akan berlaku terus maka terjadi elastisitas pada benda uji tersebut.
Elastis linier apabila bahan tersebut berperilaku elastis dan mempunyai hubungan
linier antara tegangan dan regangan. Hubungan linier antara tegangan dan
regangan untuk benda yang mengalami tarik atau tekan dapat dinyatakan dengan
Persamaan Hukum Hooke :
xE= maka =E
dengan :
: tegangan aksial (kg/mm2)
: regangan aksial
E : modulus elastisitas bahan (kg/mm2)
Grafik tegangan dan regangan ini diperoleh dari hasil pengujian kuat tekan. Dari
tegangan dan regangan yang diperoleh digambarkan grafik hubungan antara
tegangan dan regangan dimana regangan sebagai sumbu x (sumbu horizontal) dan
tegangan sebagai sumbu y (sumbu vertikal).
Untuk menentukan modulus elastisitas digunakan “metode ofset”, karena bahan
tersebut tidak memiliki titik luluh yang dapat ditentukan secara baik. Dimana
metode tersebut digunakan dengan cara menarik garis sejajar dan berjarak kira-
kira 0,2% regangan dengan bagian garis lurus dari grafik tegangan dan regangan.
Dari grafik hubungan tegangan dan regangan dapat diperoleh hasil yang disajikan
dalam Tabel 4.4.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
Tabel 4.4. Hasil dari grafik hubungan antara tegangan dan regangan
Kode Benda Uji
Kuat Tekan Regangan M. Elastisitas M. Elastisitas
(fc) (E) rata-rata (Er)
MPa mm/mm MPa MPa
CST H75/F25
1 16.72 0.09 177.12
237.61 2 14.40 0.07 200.00
3 11.28 0.03 335.71
CST H100/F25
1 17.60 0.05 343.75
374.58 2 15.20 0.04 380.00
3 19.20 0.05 400.00
CST H75/F50
1 16.92 0.05 341.13
344.88 2 12.60 0.04 286.36
3 13.68 0.03 407.14
CST H100/F50
1 16.20 0.06 270.00
367.54 2 17.60 0.03 523.81
3 16.80 0.05 308.82
CST H75/F75
1 12.60 0.05 262.50
261.46 2 11.40 0.04 296.88
3 15.30 0.07 225.00
CST H100/F75
1 15.20 0.04 404.26
388.30 2 17.60 0.04 400.00
3 17.60 0.05 360.66
Dari tabel diatas diperoleh nilai modulus elastisitas paling tinggi pada kadar resin
100% dan kadar hardener 100% dengan kadar filler 75% sebesar 388,30 MPa.
Dari grafik hubungan tegangan dan regangan bisa dilihat bahwa sifat campuran
tersebut getas dengan nilai tegangan yang tinggi dan regangan yang kecil.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari data pengujian yang telah dilakukan dengan analisa yang telah diuraikan di
bab sebelumnya dapat disimpulkan bahwa :
1. Kuat tekan, kuat geser dan kuat lekat yang dihasilkan dari campuran serbuk
kayu (serbuk gergaji, serbuk ketam dan serbuk amplasan kayu jati) dengan
perekat (resin dan hardener) dengan variasi kadar hardener dan kadar filler
yaitu :
a. Kuat tekan yang paling rendah sebesar 20,28 MPa pada benda uji dengan
kadar resin 100%, kadar hardener 75% dan kadar filler 25%. Kuat tekan
paling tinggi sebesar 31,79 MPa pada benda uji dengan kadar resin 100%,
kadar hardener 100% dan kadar filler 25%.
b. Kuat geser yang paling rendah sebesar 2,07 MPa pada benda uji dengan
kadar resin 100%, kadar hardener 75% dan kadar filler 75%. Kuat geser
paling tinggi sebesar 18,42 MPa pada benda uji dengan kadar resin 100%,
kadar hardener 100% dan kadar filler 75%.
c. Kuat lekat yang paling rendah sebesar 0,78 MPa pada benda uji dengan
kadar resin 100%, kadar hardener 75% dan kadar filler 75%. Kuat lekat
paling tinggi sebesar 8,94 MPa pada benda uji dengan kadar resin 100%,
kadar hardener 100% dan kadar filler 75%.
2. Modulus elastisitas paling tinggi pada kadar resin 100% dan kadar hardener
100% dengan kadar filler 75% sebesar 388,30 MPa.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
5.2. Saran
1. Karena mahalnya harga perekat (epoxy) bisa dilakukan penelitian dengan
perekat yang lebih murah tetapi dapat menghasilkan kekuatan yang sama atau
lebih tinggi dari perekat dengan merk epoxy tersebut, diharapkan bisa
menghasilkan campuran yang murah dengan kualitas yang baik dan harganya
dapat dijangkau untuk semua orang.
2. Perlu adanya pemadatan yang konstan sehingga setiap benda uji mendapatkan
perlakuan dengan kepadatan yang sama. Baik itu modifikasi dari bekisting
atau dari alat yang digunakan untuk pemadatan.
3. Untuk jumlah benda uji sebaiknya ditambah, artinya dalam satu komposisi
campuran dibuat lebih dari 3 benda uji. Tujuannya untuk mendapatkan nilai
kekuatan yang tidak terpaut atau selisih begitu jauh apalagi sampai hampir
dua kali lipat.