KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK CAMPURAN SERBUK …/Kuat... · DAFTAR TABEL ... Benda uji untuk pengujian...

KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK CAMPURAN SERBUK KETAM DAN SERBUK AMPLAS DENGAN LEM EPOXY

SEBAGAI BAHAN PERBAIKAN KAYU

(Compression and Tension Of The Rest Of Shavings And Sand Paper Of Teak Wood With A Epoxy Glue As An Wood Repair Material)

SKRIPSI

Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh:

SUDIARNO I 1108532

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2012

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Skripsi SUDIARNO I 1108532

Daftar Isi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN............................................................................. iv

ABSTRAK .................................................................................................................. v

ABSTRACT ................................................................................................................ vi

KATA PENGANTAR ................................................................................................ vii

DAFTAR ISI ............................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xi

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. xiv

DAFTAR NOTASI ..................................................................................................... xv

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang .................................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah............................................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ................................................................................................. 3

1.4. Tujuan Penelitian ................................................................................................ 3

1.5. Manfaat Penelitian .............................................................................................. 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka................................................................................................. 5

2.1.1. Sifat-Sifat Kayu ........................................................................................... 7

2.1.2. Mutu Kayu ................................................................................................... 13

2.1.3. Kerusakan / Cacat Pada Kayu ..................................................................... 15

2.2. Landasan Teori ................................................................................................... 18

2.2.1. Teknik Perbaikan Kayu ............................................................................... 18

2.2.2. Kuat Tekan .................................................................................................. 21

2.2.3. Kuat Tarik .................................................................................................... 22

commit to user

Skripsi SUDIARNO I 1108532

Daftar Isi

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Kriteria Metodologi Penelitian ........................................................................... 24

3.1.1. Tinjauan Umum ........................................................................................... 24

3.1.2. Alat dan Bahan ............................................................................................ 24

3.1.3. Standar dan Kualifikasi Benda Uji .............................................................. 26

3.2. Tahapan Metodologi Penelitian .......................................................................... 27

3.2.1. Tahap Persiapan Awal ................................................................................. 27

3.2.2. Tahap Pemilihan Bahan dan Peralatan ........................................................ 27

3.2.3. Tahap Pemeriksaan Kadar Air..................................................................... 28

3.2.4. Tahap Pembuatan Benda Uji ....................................................................... 28

3.2.5. Tahap Pengujian .......................................................................................... 30

3.2.6. Tahap Analisis Hasil Penelitian................................................................... 32

3.3. Kerangka Pikir .................................................................................................... 32

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis Data....................................................................................................... 34

4.1.1. Pengujian Kuat Tekan ...................................................................................... 34

4.1.1.1. Hasil Pengujian Kuat Tekan dengan Variasi Filler dengan Hardener .... 35

4.1.2. Pengujian Kuat Tarik ....................................................................................... 41

4.1.1.2. Hasil Pengujian Kuat Tarik dengan Variasi Filler dengan Hardener ....... 42

4.2. Pembahasan ........................................................................................................ 47

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ......................................................................................................... 49

5.2. Saran ................................................................................................................... 49

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 51

LAMPIRAN ................................................................................................................ 52

commit to user

ABSTRAK

SUDIARNO, 2012. “Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Campuran Serbuk Ketam Dan Serbuk Amplas Dengan Lem Epoxy Sebagai Bahan Perbaikan Kayu”. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Kayu salah satu elemen bangunan tertua yang digunakan manusia untuk pembangunan rumah dan bangunan lainnya. Kayu merupakan bahan dari alam yang dapat terurai secara sempurna, ada beberapa hal yang dapat menyebabkan kekuatan kayu menjadi menurun diantaranya karena faktor biotis dan faktor abiotis. Karena sifat dan karekteristiknya yang unik kayu merupakan bahan yang paling banyak digunakan untuk keperluan kontruksi. Potensi hutan yang terus berkurang menuntut penggunaan kayu secara efisien dan bijaksana, antara lain dengan memanfaatkan limbah serbuk kayu menjadi produk yang bermanfaat. Perbaikan kayu merupakan suatu teknik yang bertujuan untuk meningkatkan kembali kualitas kayu. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai kuat tekan dan kuat tarik bahan perbaikan kayu dengan tujuan bahan tersebut dapat meningkatkan kembali kualitas kayu yang mengalami kerusakan ringan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode penelitian, yaitu dengan mencampurkan serbuk pasah (ketam) dan serbuk amplas kayu jati dengan lem epoxy sebagai matrik. Perbandingan yang dipakai yaitu perbandingan proporsi kadar hardener (10%, 25%, dan 50%) dan kadar filler (25%, 50% dan 75%). Campuran yang telah tercampur merata kemudian dicetak dengan bekisting untuk uji tekan dan uji tarik. Dari penelitian yang telah dilakukan didapat hasil untuk kuat tekan dan kuat tarik, nilai kuat tekan tertinggi 0,45 MPa diperoleh dari benda uji dengan kode sampel CSC – F50/H50 atau benda uji dengan proporsi campuran filler 50% dan hardener 50%, sedangkan nilai kuat tekan paling kecil yaitu 0,06 MPa diperoleh dari campuran dengan kode benda uji CSC – F75/H10 atau benda uji dengan proporsi campuran filler 75% dan hardener 10%. Untuk kuat tarik, nilai kuat tarik paling besar yaitu 2,610 MPa diperoleh dari benda uji dengan kode sampel TSC – F50/H50 atau benda uji dengan proporsi ampuran filler 50% dan hardener 50%, sedangkan nilai kuat tarik paling kecil yaitu 0,000 MPa diperoleh dari campuran dengan kode benda uji TSC – F50/H25 atau benda uji dengan proporsi campuran filler 50% dan hardener 25%. Kata kunci : kayu, epoxy, serbuk pasah, sebuk amplas, kuat tekan, kuat tarik.

commit to user

ABSTRACT

SUDIARNO, 2012. “Compression and Tension Of The Rest Of Shavings And Sand Paper Of Teak Wood With A Epoxy Glue As An Wood Repair Material”. Script of Civil Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University. Wood is one of oldest building element the human being had used for constructing house and other buildings. Wood is the natural material that can be decomposed completely. There are some factors causing the wood’s strength decreases: biotical and non-biotical factors. Because of its unique properties and characteristics, wood is the material most widely used for construction need. The ever decreasing potential of forest requires the use of wood efficiently and wisely, among other, by utilizing the seesaw powder waste to become meaningful product. Wood repair is a technique aiming to recover the good quality of wood. The objective of research is to find out the compression and tension strengths of wood repairing material so that this material can recover the good quality of wood that is damaged mildly. The method used in this research was experimental one, namely by mixing the rest of shavings and sand paper powder of teak wood with epoxy glue as the matrix. The ratio used was hardener (10%, 25%, and 50%) and filler (25%, 50%, and 75%) proportion. The mixture that had been mixed well was then printed using bekisting for compression and tension testing. From the research conducted, it could be found that the highest compression strength value was 0.45 MPa was obtained from the tested object with sample code CSC – F50/H50 or tested object with the mixture proportion of 50% filler and 50% hardener, while the lowest compression strength value was 0.06 MPa was obtained from the tested object with sample code CSC – F75/H10 or tested object with the mixture proportion of 75% filler and 10% hardener. Meanwhile, in the term of tension strength, the highest tension strength value was 2.610 MPa was obtained from the tested object with sample code TSC – F50/H50 or tested object with the mixture proportion of 50% filler and 50% hardener, while the lowest tension strength value was 0.000 MPa was obtained from the tested object with sample code TSC – F50/H25 or tested object with the mixture proportion of 50% filler and 25% hardener. keywords: epoxy, rest of shavings, sand paper, compression, tension

commit to user

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Hutan merupakan kekayaan alam yang sangat potensial di Indonesia dan

merupakan modal dasar bagi pembangunan nasional. Salah satu dari hasil hutan

tersebut adalah kayu. Kayu tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia, dan

kebutuhanya selalu meningkat dari tahun ke tahun. Kayu di Indonesia dewasa ini

menghadapi tantangan yang cukup berat berkaitan dengan adanya ketimpangan

antara kebutuhan bahan baku industri dengan kemampuan produksi kayu secara

berkesinambungan, sehingga hal inilah yang membuat kayu menjadi langka dan

harganya menjadi semakin mahal.

Kayu dimanfaatkan oleh manusia untuk berbagai keperluan, mulai dari yang

sederhana (korek api, peti barang), bahan mewah (furniture, bahan interior kapal

dan bangunan, ukiran) serta bahan bangunan seperti bangunan gedung, jembatan,

pelabuhan atau perumahan. Untuk penggunaan kayu sebagai bahan bangunan

disyaratkan mempunyai kekuatan tertentu, terutama mengenai sifat fisik/

mekaniknya. Dengan diketahuinya kekuatan untuk jenis kayu tertentu, maka

konsumen akan memilih jenis kayu yang tepat sesuai penggunaanya. Tapi tidak

serta merta jenis mutu kayu tertentu bisa digunakan langsung sebagai bahan

bangunan, kayu tersebut harus terbebas dari cacat kayu, karena cacat kayu dapat

mempengaruhi sifat mekanik kayu tersebut. Cacat kayu dapat berupa lubang,

semakin besar lubang kayu maka akan semakin besar pula luas permuan kayu

yang berkurang, sehingga kekuatan kayu tersebut akan berkurang.

Kayu yang bermutu baik dapat mengalami penurunan kualitas, terutama dari segi

kekuatan kayu. Ada beberapa hal yang dapat menyebabkan kekuatan kayu

menjadi berkurang diantaranya adalah faktor umur faktor biotis dan faktor abiotis.

Faktor biotis disini dimaksud dengan faktor alam yaitu cuaca, suhu, angin, air

commit to user

tanah, kelembaban dan pengaruh dari lapisan pelindung yang terdapat pada bagian

luar kayu seperti cat yang terlalu tebal. Sedangkan faktof abiotis adalah kerusakan

kayu yang terjadi karena serangan rayap, bakteri, jamur dan serangga perusak

lainnya.

Dengan melihat hal tersebut diatas kita harus memulai untuk menggunakan kayu

secara bijaksana dan efisien, bahkan mungkin harus mencari alternatif untuk

memanfaatkan kayu yang memiliki cacat kayu. Yaitu dengan memanfaatkan

limbah kayu hasil penggergajian sebagai bahan perbaikan kayu yang memiliki

cacat kayu. Di Indonesia industri penggergajian kayu menghasilkan limbah yang

berupa serbuk gergaji 10,6% dari jumlah bahan baku yang digunakan (Setyawati,

2003). Jika produksi total kayu gergajian Indonesia mencapai 2,6 juta m³ pertahun

(Forestry Statistics of Indonesia 1997/1998 dalam Pari, 2002), maka ada sekitar

275.600 m³ serbuk gergaji yang bisa dimanfaatkan sebagai bahan perbaikan, dan

diharapkan dengan perbaikan tersebut dapat meningkatkan kembali kekuatan kayu

yang sudah menurun.

Syarat-syarat material yang digunakan untuk patching diantaranya cepat mengeras,

mampu menyatu atau melekat erat dengan kayu yang akan di-patching, memiliki

sifat mudah dikerjakan, tidak mengurangi kekuatan kayu setelah dilakukan patch

repair, dan tidak terjadi susut.

Dalam penelitian ini akan meneliti bahan dan campuran yang digunakan untuk

memperbaiki kayu yang memiliki cacat kayu berupa lubang dengan salah satu

teknik pelaksanaan konservasi yaitu teknik kamuflase, dengan harapan perbaikan

tersebut dapat meningkatkan kembali kekuatan kayu dalam hal ini kuat tekan dan

kuat tarik kayu, sesuai dengan mutu kayu yang akan diperbaiki. Bahan yang

digunakan dalam penelitian ini adalah sisa pasahan kayu (ketam) jati, sisa

amplasan kayu jati dan lem epoxy (resin + hardener).

commit to user

1.2. Rumusan Masalah

Dari latar belakang yang telah diuraikan diatas dapat simpulkan bahwa inti

permasalahan dalam penelitian ini adalah:

a. Berapakah besar nilai kuat tekan benda uji dari tiap-tiap komposisi campuran.

b. Berapakah besar nilai kuat tarik benda uji dari tiap-tiap komposisi campuran.

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

a. Serbuk sisa pasahan (ketam) dan sisa amplasan kayu yang digunakan berasal

dari kayu jati.

b. Bahan perekat untuk membuat campuran dalam penelitian ini adalah lem

epoxy yang terdiri dari resin dan hardener.

c. Penelitian ini hanya menguji kuat tekan dan kuat tarik dari campuran.

d. Benda uji untuk pengujian kuat tekan berbentuk kubus dan benda uji untuk

pengujian kuat tarik berbentuk sampel dengan standar uji tarik.

e. Komposisi campuran adalah sebagai berikut :

1). Untuk satu sampel tekan digunakan serbuk ketam sebanyak 30 gram, dan

untuk satu sampel tarik digunakan serbuk ketam sebanyak 24 gram.

2). Digunakan juga filler dari serbuk amplas dengan kadar 0%, 25%, 50%,

dan 75% dari serbuk ketam.

3). Campuran lem tergantung dari resin, yang volumenya menyesuaikan

dengan banyaknya komposisi serbuk kayu yang digunakan, dari

penelitian yang telah dilakukan sebelumnya 90 gram campuran serbuk

kayu membutuhkan kadar resin 97 cc, sedangkan kadar hardener sebesar

10%, 25% dan 50% dari resin.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

Mengetahui besar nilai kuat tekan dan nilai kuat tarik sampel campuran.

commit to user

1.5. Manfaat Penelitian

Manfat dari penelitian ini adalah:

a. Dapat mengetahui campuran manakah yang digunakan untuk keperluan

perbaikan kayu dengan teknik kamuflase, sesuai dengan mutu kayu tersebut.

b. Memberikan alternatif pengunaan campuran untuk penambalan (patching)

kayu yang memiliki lubang.

commit to user

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka

Kayu adalah karakteristik yang sangat diinginkan untuk digunakan sebagai bahan

struktural dan oleh karena itu telah digunakan sejak awal peradaban. Bahan

struktural paling memiliki kekuatan yang baik, ringan dan karakter bahan alam

yang dapat diperbaharui adalah kualitas utama dari kayu untuk digunakan sebagai

struktural. Kayu salah satu elemen bangunan tertua yang digunakan manusia

untuk pembangunan rumah dan bangunan lainnya. Tetapi untuk mencapai hasil

yang sangat baik dalam pekerjaan mereka harus ingat aspek-aspek tertentu yang

terkait dengan bentuk pemotongan, menyembuhkan dan pengeringan.

Kayu memiliki beberapa sifat yang tidak terdapat pada bahan-bahan lain,

diantaranya memiliki kekuatan tarik dan kekuatan tekan yang hampir seimbang,

kayu mudah dibentuk dan dapat diperoleh dimana saja (Dumanauw, 1993).

Menurut Benny Puspantoro (1992), kayu sebagai bahan bangunan mempunyai

sifat yang menguntungkan dan merugikan. Sifat yang menguntungkan dari kayu

antara lain:

a) Mudah didapat dan relatif murah harganya dibandingkan bahan bangunan

lain seperti beton dan baja.

b) Mudah dikerjakan tanpa alat-alat berat khusus, misalnya mudah dipotong,

dihaluskan, diukir ataupun disambung sebagai suatu konstruksi.

c) Bentuknya indah alami sehingga sering diexpose serat-seratnya sebagai

hiasan ruang

d) Isolasi panas, sehingga rumah yang banyak menggunakan bahan kayu akan

terasa sejuk nyaman.

e) Tahan zat kimia, seperti asam atau garam dapur.

commit to user

f) Ringan sehingga mengurangi berat sendiri dari bangunan dan dapat

menghemat ukuran fondasinya.

g) Serba guna, artinya dapat dipakai sebagai konstruksi bangunan, seperti

kuda-kuda atap, langit-langit, pintu jendela, tiang atau dinding, selain itu

dapat juga untuk alat bantu kerja sementara seperti bekesting untuk cor

beton, bouwplank, tangga kerja dan lain sebagainya.

h) Mudah diganti dalam waktu singkat, relatif mempunyai kekuatan yang

tinggi, dan berat sendiri yang rendah.

Sedangkan sifat yang merugikan dari kayu antara lain:

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 sepertai 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) Pada pembebanan jangka panjang, lendutan cukup besar.

Kayu sebagai bahan konstruksi harus bersifat baik dengan ketentuan bahwa segala

sifat dan kekurangan yang berhubungan dengan pemakaiannya sebagai bahan

konstruksi tidak akan mengurangi nilai konstruksi. Kekuatan kayu dipengaruhi

oleh beberapa faktor seperti angka kerapatan, penyimpangan arah serat, cacat

karena retak kayu atau mata kayu, kadar air serta beban (Eko Joko Santoso, 2004).

Ketahanan alami kayu yang bervariasi menunjukkan adanya faktor-faktor bawaan

yang mempengaruhinya. Faktor-faktor ini perlu diketahui sebagai bahan referensi

dalam memperkirakan atau menentukan kelas ketahanan kayu, baik kekuatan

commit to user

maupun keawetannya. Faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan alami kayu

secara umum adalah seluruh sifat-sifat dasarnya yang meliputi struktur anatomi,

sifat fisis, dan unsur kimia penyusunnya. Faktor-faktor ini juga memiliki

hubungan yang kuat satu sama lain.

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut sebagai

sifat mekaniknya. Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk memikul

beban/gaya yang mengenainya. Ketahan terhadap perubahan bentuk menetukan

banyaknya bahan yang dimampatkan, terpuntir atau terlengkung akan oleh suatu

beban yang mengenainya. Sifat-sifat mekanik merupakan ciri-ciri penting produk-

produk kayu yang akan digunakan untuk bahan bangunan (Haygreen, 1982).

2.1.1. Sifat-Sifat Kayu

Kayu memiliki beberapa sifat yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain.

Pemilihan dan penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaian, memerlukan

pengetahuan tentang sifat-sifat kayu. Kayu berasal dari berbagai jenis pohon yang

memiliki sifat-sifat yang berbeda-beda. Dari sekian banyak sifat-sifat kayu yang

berbeda satu sama lain, ada beberapa sifat yang umum terdapat pada semua jenis

kayu yaitu:

a) Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam-macam dan susunan

dinding selnya terdiri dari senyawa kimia berupa selulosa dan hemi selulosa

(karbohidrat) serta lignin (non karbohidrat).

b) Semua kayu bersifat anisotropik, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang

berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya (longitudinal, radial dan

tangensial).

c) Kayu merupakan bahan yang bersifat higroskopis, yaitu dapat menyerap atau

melepaskan kadar air (kelembaban) sebagai akibat perubahan kelembaban

dan suhu udara disekelilingnya.

d) Kayu dapat diserang oleh hama dan penyakit dan dapat terbakar terutama

dalam keadaan kering

commit to user

Kekuatan dari kayu banyak dipengaruhi oleh sifat-sifat yang terkandung di dalam

kayu itu sendiri, yaitu sifat fisik, mekanik dan kimianya terdapat pada kayu:

2.1.1.1. Sifat Fisik Kayu

Sifat fisik kayu adalah sifat-sifat yang dimiliki kayu sehingga membedakan

dengan bahan konstruksi lainya, diantaranya yaitu:

a. Struktur Kayu

Kayu tersusun dari sel-sel dan sel-sel tersebut tersusun dari selulosa. Sel

tersebut dipersatukan oleh lignin, sel-sel kayu berbentuk bundar memanjang

atau persegi memanjang dimana panjang sel jauh lebih besar dari lebarnya. Jika

terjadi keretakan sel selalu terjadi pada bagian panjang yang sejajar dengan

arah pertumbuhan kayu. Perbedaan-perbedaan susunan sel-sel ini

menyebabkan perbedaan sifat-sifat dari berbagai jenis kayu.

b. Kadar Air

Kadar air kayu adalah banyaknya air yang ada didalam sepotong kayu

dinyatakan sebagai porsentase dari berat kayu kering oven. Banyaknya

kandungan air pada kayu bervariasi tergantung dari suhu dan kelembaban

udara disekitarnya dan tergantung dari jenis kayu. Semua sifat fisik kayu

sangat dipengaruhi oleh perubahan kadar air kayu. Oleh karena itu dalam

penggunaan kayu sebagai bahan baku bangunan perlu diketahui kandungan

kadar airnya (Dumanauw, 1984). Menurut Kasmujo (2001), kadar air besarnya

bervariasi menurut jenis kayu dan perbedaan umur kayu.

Wangaard (1950) menyatakan bahwa kekuatan kayu sebagai balok (lenturan)

dan sebagai kolom (tekan sejajar serat) akan bertambah besar bila kondisi kayu

tersebut bertambah kering, kecuali keuletannya. Saat kayu mengering dibawah

titik jenuh serat, sebagian besar kekuatan dan sifat-sifat elastik bertambah. Ini

mungkin diharapkan akan terjadi karena saat air dikeluarkan dari dinding sel,

molekul-molekul berantai panjang bergerak saling mendekat dan menjadi

terikat lebih kuat.

commit to user

Kayu dari mulai ditebang sampai siap dibuat produk akan mengalami

penurunan kadar air. Kadar air kering udara di Indonesia berkisar antara 10-

18%. Pada jenis-jenis kayu dengan berat jenis rendah, kadar air 18% sudah

mencapai kondisi kering udara. Di daerah iklim tropis kadar air seimbang

didalam ruangan kurang dari 10%, sedang di luar ruangan lebih dari 20%.

Dalam ruang ber-AC kadar air seimbang kurang dari 10% demikian juga

ruangan yang dilengkapi dengan pemanas. Kayu dalam kondisi kering udara

jika terus dikeringkan, maka kadar airnya masih bisa berkurang lagi hingga

tinggal 0 - 1% saja. Kadar air pada kondisi teoritis 0% disebut kondisi kering

tanur dan relatif labil artinya mudah berubah.

Tabel 2.1 Kadar Air Yang Cocok Untuk Bermacam-Macam Konstruksi

Konstruksi Kadar Lengas

Alat-alat pertanian, jembatan, pagar-pagar dan

sebagainya 18%

Meja kursi untuk kebun, kuda-kuda yang terlindung 16%

Perkakas rumah seperti tempat tidur, meja, kursi

dan sebagainya 12%

Sumber: Suwarno Wiryomartono (1976) c. Kerapatan dan Berat Jenis

Berat suatu kayu tergantung dari jumlah zat kayu, rongga sel, kadar air dan zat

ekstraktif didalamnya. Berat suatu jenis kayu berbanding lurus dengan BJ-nya.

Kayu mempunyai berat jenis yang berbeda-beda, berkisar antara BJ minimum

0,2 (kayu balsa) sampai BJ 1,28 (kayu nani). Umumnya makin tinggi BJ kayu,

kayu semakin berat dan semakin kuat pula.

Berat kayu meliputi berat zat kayu sendiri, berat zat ekstraktif dan berat air

yang dikandungnya. Jumlah zat kayu dan zat ekstraktif biasanya konstan,

sedangkan jumlah air berubah-ubah. Oleh karena itu berat jenis dari sepotong

kayu bervariasi tergantung dari kadar air yang dikandungnya. Untuk mendapat

keseragaman, maka pada umumnya dalam penentuan berat jenis kayu, berat

ditentukan dalam keadaan kering tanur. Dalam keadaan kering tanur, volume

commit to user

kayu akan mencapai minimum sedangakan air yang dikandungnya sangat kecil,

kurang lebih 1% dari berat kayu (Brown et al. 1952).

Berat jenis kayu adalah perbandingan berat kayu terhadap volume air yang

sama dengan volume kayu tersebut dengan menggunakan berat kayu kering

sebagai dasar. Faktor tempat tumbuh dan iklim, letak geografis dan spesies

dapat berpengaruh terhadap berat jenis, demikian pula letak bagian kayunya

berpengaruh terhadap berat jenis kayu (Haygreen dan Bowyer, 1996).

Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi aneka sifat kayu. Setiap jenis

kayu mempunyai berat jenis yang berbeda berkisar antara 0,3 hingga 0,9.

Faktor tempat tumbuh iklim, letak geografis dan spesies dapat berpengaruh

terhadap berat jenis, demikian pula letak bagian kayunya berpengaruh terhadap

berat jenis kayu (Haygreen dan Bowyer, 1996). Makin besar berat jenis kayu,

umumnya makin kuat pula kayunya dan semakin kecil berat jenis kayu, akan

berkurang pula kekuatanya (Dumanauw, 1984). Berdasarkan berat jenisnya,

jenis-jenis kayu digolongkan ke dalam kelas-kelas seperti Tabel berikut:

Tabel 2.2 Hubungan Antara Berat Jenis Kayu Dengan Kelas Berat Kayu

Kelas Berat Kayu Berat Jenis

Sangat berat Lebih besar dari 0,90 Berat 0,75 - 0,90 Agak berat 0,60 - 0,75 Ringan Lebih kecil dari 0,60

Sumber: Dumanauw (1993) d. Higroskopik

Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air

atau kelembaban. Makin lembab udara disekitarnya makin tinggi pula

kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya.

Dalam kondisi kelembaban kayu sama dengan kelembaban udara

disekelilingnya disebut kandungan air keseimbangan. Suatu petunjuk, bahwa

kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh kelembaban dan suhu udara

commit to user

disekitarnya. Yang termasuk dalam sifat higroskopik kayu adalah kadar lengas

kayu dan kembang susut kayu (Dumanauw, 1993).

2.1.1.2. Sifat Mekanik Kayu

Sifat-sifat mekanik kayu atau kekuatan kayu adalah kemampuan kayu untuk

menahan muatan dari luar. Yang dimaksud dengan muatan dari luar ialah gaya-

gaya diluar benda yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan

besarnya benda. Untuk lebih jelasnya sifat-sifat mekanik dari kayu dan dimana

atau bagaimana sifat mekanik itu penting, dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut:

Tabel 2.3 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 Kekuatan tarik sejajar serat Kekuatan geser sejajar 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 Penting untuk suku bawah (busur) pada penopang kayu dan dalam rancangan sambungan antara suku-suku bangunan Sering menentukan kapasitas beban yang dapat dipikul oleh gelagar pendek

B. Sifat Elastik Modulus elastisitas

Ukuran ketahanan terhadap pembengkokan, yaitu berhubungan langsung dengan kekakuan gelagar juga suatu faktor untuk kekuatan atau tiang panjang

Sumber: US. Forest Products Laboratory (1974)

Menurut Wiryomartono (1976), kayu bersifat anisotrop maka sifat mekaniknya ke

berbagai arah serat berbeda, antara lain disebutkan:

commit to user

a) Kayu lebih kuat mendukung gaya tarik sejajar serat daripada tarik menurut

arah tegak lurus serat ( Ft // > Ft ^ ).

b) Kayu lebih kuat mendukung gaya desak sejajar serat daripada desak menurut

arah tegak lurus serat (Fc // > Fc ^ ).

c) Kayu lebih kuat mendukung gaya tarik sejajar serat daripada gaya desak pada

arah sejajar serat (Ft // > Fc // ).

d) Kayu lebih kuat mendukung gaya geser tegak lurus arah serat daripada geser

searah arah serat ( Fv ^ > Fv // ).

e) Kayu mempunyai dukungan lentur yang lebih besar daripada dukungan desak.

a. Modulus Elastisitas

Menurut haygreen dan Bowyer (1993) kekuatan lentur atau Modulus of

Elasticity (MOE) adalah suatu nilai yang konstan dan merupakan perbandingan

antara tegangan dan regangan dibawah batas proporsi. Tegangan didefinisikan

sebagai distribusi gaya per unit luas, sedangkan renggangan adalah perubahan

panjang per unit panjang bahan. Modulus elastisitas (MOE) berkaitan dengan

regangan, defleksi dan perubahan bentuk yang terjadi. Besarnya defleksi

dipengaruhi oleh besar dan lokasi pembebanan, panjang dan ukuran balok serta

MOE kayu itu sendiri. Makin tinggi MOE akan semakin kurang defleksi balok

atau gelagar dengan ukuran tertentu pada beban tertentu dan semakin tahan

terhadap perubahan bentuk (Haygreen dan Bowyer, 1993).

b. Kekuatan Tekan (Compression stregth)

Kekuatan tekan suatu jenis kayu adalah kekuatan kayu untuk menahan muatan

jika kayu itu dipergunakan untuk tujuan tertentu. Dalam hal ini dibadakan dua

macam tekan, yaitu tekan tegak lurus arah serat dan tekan sejajar arah serat.

Kekuatan tekan tegak lurus serat menentukan ketahanan kayu terhadap beban.

Kekuatan ini mempunyai hubungan juga dengan kekerasan kayu dan kekuatan

geser. Kekuatan tekan tegak lurus arah serat pada semua kayu lebih kecil

dibandingkan kekuatan sejajar arah serat. (Dumanauw,2001).

commit to user

c. Kekuatan Tarik (Tension Strength)

Kekuatan tarik suatu jenis kayu ialah untuk menahan gaya-gaya yang berusaha

menarik kayu itu. Kekuatan tarik tegak lurus arah serat lebih kecil dari pada

kekuatan tarik sejajar arah serat. Kekuatan tarik ini mempunyai hubungan

dengan ketahanan kayu terhadap pembelahan (Dumanauw,2001).

d. Kekerasaan (Hardness)

Kekerasan merupakan ukuran kekerasan kayu untuk menahan kikisan pada

permukaannya, sifat kekerasan ini dipengaruhi oleh kerapatan kayu, keuletan

kayu, ukuran serat, daya ikat antar serat Pada umumnya terdapat hubungan

langsung antara kekerasan kayu dan berat jenis kayu. Kayu-kayu yang keras

juga termasuk kayu-kayu yang berat. Sebaliknya kayu ringan adalah juga kayu

yang lunak (Dumanauw, 1993).

2.1.1.3. Sifat Kimia Kayu

Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti yang penting, karena

menentukan kegunaan suatu jenis kayu dan digunakan untuk memebedakan 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 didapat hasil yang maksimal

(Dumanauw, 1993).

2.1.2. Mutu Kayu

Berdasarkan Tata Cara Perencanaan Struktur Kayu Untuk Bangunan Gedung (SNI

Kayu 2002), kayu di Indonesia dibagi dalam tiga mutu, yaitu mutu A, mutu B dan

mutu C. Seperti terlihat dalam Tabel 2.4 berikut:

Tabel 2.4 Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu

Macam cacat Kelas Mutu A Kelas Mutu B Kelas Mutu C Mata kayu: Terletak dimuka lebar 1/6 lebar kayu 1/4 lebar kayu 1/1 lebar kayu Terletak dimuka sempit 1/8 lebar kayu 1/6 lebar kayu 1/4 lebar kayu Retak 1/5 tebal kayu 1/6 tebal kayu 1/2 tebal kayu

commit to user

Lanjutan Macam cacat Kelas Mutu A Kelas Mutu B Kelas Mutu C

Pingul 1/10 tebal atau lebar kayu

1/6 tebal atau lebar kayu

1/4 tebal atau lebar kayu

Arah serat 1:13 1:09 1:06 Saluran damar 1/5 tebal kayu

eksudasi tidak diperkenankan

2/5 tebal kayu 1/2 tebal kayu

Gubal Diperkenankan Diperkenankan Diperkenankan Lubang serangga Diperkenankan

asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda-tanda

serangga hidup

Diperkenankan asal terpencar dan

ukuran dibatasi dan tidak ada tanda-tanda

serangga hidup

Diperkenankan asal terpencar dan

ukuran dibatasi dan tidak ada tanda-tanda

serangga hidup Cacat lain (lapuk, hati rapuh, retak melintang)

Tidak diperkenankan

Sumber: Tata Cara Perencanaan Struktur Kayu Untuk Bangunan Gedung (SNI Kayu 2002)

Sedangkan penggolongan mutu kayu berdasarkan kelas kuat secara masinal

(grading machine) pada kandungan air air standar (15%) menurut SNI 2002 dapat

dlihat pada Tabel 2.5 berikut:

Tabel 2.5 Nilai kuat acuan (Mpa) berdasarkan atas pemilahan secara masinal 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

commit to user

Lanjutan

Kode Mutu Ew Fb Ft// Fc// Fv Fc

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: Konstruksi kayu, edisi kedua, Ali Awaludin dan Linggar Septhia Irawati. 2.1.3. Kerusakan / Cacat Pada Kayu

Kerusakan pada kayu terjadi karena tindakan-tindakan atau karena keadaan yang

mengakibatkan kekuatan kayu menurun, harga kayu menurun, dan mutu dan nilai

pakai kayu berkurang atau kayu sama sekali tak terpakai. yang merupakan akibat

dari perilaku manusia yang kurang cermat dalam mengelola kayu. Misalnya:

pemeliharaan hutan yang kurang baik, penebangan pohon yang salah, pembagian

batang yang keliru, cara menggergaji yang keliru serta cara pengeringan kayu

yang tidak sesuai. Berikut ini beberapa kerusakan/cacat yang biasa terjadi pada

kayu, antara lain:

2.1.3.1. Mata Kayu

Mata kayu adalah cacat yang paling umum mengurangi kekuatan kayu gergajian.

Mata kayu pada pinggir bawah suatu gelagar pengurangan kekuatanya jauh lebih

besar dari pada terletak di pinggir atas, karena mata kayu mempunyai pengaruh

yang sangat besar pada kekuatan tarik dari pada pengaruhnya pada kekuatan

tekan. Pada beberapa jenis kayu mata kayu justru dianggap sebagai tekstur

penting yang menambah nilai ekonomis dan estetika kayu. Bagaimanapun, mata

kayu pada sebagian jenis kayu bukanlah suatu hal yang baik terutama mata kayu

mati. Terbentuk karena adanya pertumbuhan cabang pohon. Semakin besar

cabang pohon akan semakin besar diameter mata kayu pada batang utama.

commit to user

Gambar 2.1 Mata Kayu

Mata kayu berpotensi kurang baik terhadap ketahanan kayu karena adanya mata

kayu mematahkan alur serat pada batang sehingga kekuatan kayu menjadi

berkurang. Selain itu mata kayu yang terlalu keras juga akan berpengaruh kurang

baik terhadap hasil akhir finishing. permukaan bisa menjadi lebih mengkilap

(glossy) atau bahkan terlalu tipis.

2.1.3.2. Retak, Pecah dan Belah

Pada kayu bulat sering terlihat adanya serat-serat yang terpisah memanjang dan

berdasarkan ketentuan pengujian kayu jika:

a) Lebar terpisahnya serat ≤ 2 mm, dinamakan retak.

b) Lebar terpisahnya serat ≤ 6 mm, dinamakan pecah.

c) Lebar terpisahnya serat ≥ 6 mm, dinamakan belah.

Penyebab terjadinya cacat pecah dan belah, diantaranya:

a) Ketidakseimbangan arah penyusutan pada waktu kayu menjadi kering.

b) Tekanan di dalam tubuh kayu yang kemudian terlepas pada waktu kayu

ditebang.

c) Kesalahan dalam teknik penebangan atau menimpa benda-benda keras.

Pengaruh cacat pecah atau belah:

a) Mengurangi kekuatan tarik

b) Mengurang kekuatan, distriubusi beban menjadi tidak merata.

c) Kekuatan geser berkurang, akibat luasan daerah yang menahan beban

berkurang

commit to user

2.1.3.3. Cacat Akibat Jamur Penyerang Kayu

Bagi perkembangan jamur pembusuk kayu sangat diperlukan bahan makanan

yang cukup di dalam kayu, kelembapan yang cukup, sedikit udara dan suhu yang

layak. Pengaruh jamur pembusuk kayu yang menghancurkan dinding-dinding

pada perkembangan lanjut dari pembusukan mengakibatkan kehancuran total

struktur kayu. Dengan demikian kekuatan kayu akhirnya akan mengalami

penurunan yang nyata. Tetapi pada tahap permulaan serangan jamur itu, timbul

kerapuhan kayu yang nyata dengan akibat bahwa bahan yang terserang, cenderung

untuk patah secara mendadak jika diberi beban dengan perubahan bentuk sedikit

saja serta patahan yang halus tidak berserpih. Pada lain pihak jamur penyebab

noda kayu hanya mempunyai pengaruh sedikit terhadap kekuatan kayu dan

biasanya tidak menurunkan kekuatan yang besar. Hanya ditinjau dalam segi

keindahan akan menurun, karena timbulnya warna-warna yang kotor (noda-noda).

Jamur penyerang kayu dapat dibedakan menjadi:

a) Jamur pembusuk kayu

b) Jamur pelapuk kayu

c) Jamur penyebab noda kayu

Gambar 2.2 Jamur Perusak Kayu

2.1.3.4. Cacat Akibat Serangga Perusak Kayu

Jenis serangga perusak kayu, diantaranya : rayap, kumbang kayu, dan bubuk kayu.

Kayu merupakan makanan dan tempat tinggal serangga tersebut, sehingga jelas

bahwa serangga-serangga tersebut akan membuat lubang-lubang terowongan

didalam kayu yang mengakibatkan kekuatan kayu akan berkurang.

commit to user

Gambar 2.3 Kerusakan Kayu Akibat Serangga 2.2. Landasan Teori

2.2.1. Teknik Perbaikan Kayu

Beberapa teknik perbaikan kayu pada umumnya sering digunakan untuk

perbaikan benda-benda dan bangunan cagar budaya/purbakala. Bahan bangunan

yang retak, pecah berlobang maupun patah dipertahankan untuk tidak diganti

karena nilai sejarah yang terkandung didalamnya.

Beberapa teknik perbaikan berdasarkan Petunjuk Teknis Perawatan Benda

Cagar Budaya Bahan Kayu, Direktorat Peninggalan Purbakala Departemen

Kebudayaan dan Pariwisata Tahun 2006 antara lain adalah perekatan,

pengisian lubang serangga, penambalan, injeksi, penyambungan, penyelarasan

warna (kamuflase), konsolidasi, pengawetan, pelapisan permukaan (coating) dan

pelapisan permukaan yang kedap air. Untuk teknik yang digunakan dalam

penelitian ini kurang lebih sama seperti yang digunakan dalam teknik penambalan

ataupun kamuflase.

Teknik kamuflase adalah suatu teknik perbaikan kayu yang mengalami kerusakan

yang tidak begitu parah, teknik ini sering digunakan untuk perbaikan benda-benda

cagar budaya atau benda-benda dari kayu yang memiliki nilai historis sehingga

bila masih bisa untuk diperbaiki maka akan diperbaiki sehingga nilai historisnya

tidak hilang. Untuk lebih jelasnya sebagai berikut:

commit to user

a. Sasaran

Sasaran teknik ini adalah untuk menambal lubang diseluruh permukaan kayu

yang cacat/berlubang, baik itu bekas serangga maupun bekas perbaikan

sebelumnya.

b. Bahan-Bahan

Bahan-bahan dalam teknik ini adalah:

a) Serbuk Kayu Jati

Serbuk kayu adalah sisa dari proses pengerjaan kayu. Serbuk kayu yang

dihasilkan dari proses pengerjaan biasanya terkumpul dalam jumlah yang

banyak dan tidak terbuang sia-sia. Pemanfaatan serbuk kayu di Indonesia

belum begitu banyak selain untuk bahan kerajinan dan bahan bakar.

N. Balaguru, P. Shah, (1992), Serbuk kayu merupakan salah satu serat

alami (cellulose fibers) yang dapat digunakan sebagai zat tambah dalam

campuran menambal.

Serbuk kayu sebagai bahan dasar material pembuatan sampel dalam

penelitian ini dibedakan menjadi dua macam, yaitu

1) Serbuk Pasahan (ketam)

Yaitu serbuk yang berasal dari sisa pengetaman kayu yang bertektur

lebih kasar dan lebih besar.

Gambar 2.4 Serbuk Ketam (Pasahan)

commit to user

2) Serbuk Amplasan

Yaitu sebuk yang berasal dari sisa pengamplasan/penghalusan

pemukaan kayu, tesktur serbuk ini sangat halus sehingga sangat cocok

sebagai bahan pengisi atau filler.

Gambar 2.5 Serbuk Amplasan

Serbuk kayu yang kami gunakan adalah sisa dari proses pengerjaan kayu

jati yang didapatkan dari sentral kerajinan kayu jati di daerah Gemolong,

Sragen. Serbuk kayu yang dihasilkan dari proses pengerjaan biasanya

terkumpul dalam jumlah yang banyak dan tidak terbuang sia-sia.

Pemanfaatan serbuk kayu di Indonesia belum begitu banyak selain untuk

bahan kerajinan dan bahan bakar.

b) Lem Epoxy

Lem 2 (dua) komponen yang terdiri dari resin & hardener yang

penggunaanya sangat serba guna, bisa digunakan untuk merekatkan logam,

kayu, beton, kaca, plastik dan berbagai media yang memerlukan daya

rekat yang extra kuat. Resin berfungsi sebagai pengikat atau perekat

sedangkan hardener berfungsi sebagai pengeras. Lem epoxy yang

digunakan dalam penelitian ini dengan merk NEW MR.

commit to user

Gambar 2.6 Lem Epoxy c. Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam teknik ini antara lain: Spatula, baki plastik,

sarung tangan, peralatan pertukangan kayu.

d. Langkah-langkah

Langkah-langkah teknik ini adalah sebagai berikut:

a. Siapkan bahan dan alat yang diperlukan.

b. Campur dan aduk hingga rata bahan perekat (resin + hardener), kemudian

campurkan dengan serbuk kayu.

c. Isikan bahan tersebut pada bagian yang berlobang

d. Biarkan bahan mengering dan mengeras.

2.2.2. Kuat Tekan

Kuat tekan / tegangan normal tekan merupakan tingkat atau derajat kekuatan suatu

material terhadap gaya tekan dari luar yang membebaninya. Menurut Timoshenko

(1976) Tegangan normal merupakan perbandingan antara beban yang diberikan

dengan luas permukaan yang menderita beban. Kuat tekan dapat dirumuskan

sebagai berikut:

f maksc =

dengan:

= kuat tekan sampel (MPa)

maksP = beban tekan maksimum (N)

commit to user

= luas permukaan benda uji tertekan (mm2)

Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kuat tekan antara lain:

a. Proporsi bahan-bahan penyusun

Proporsi bahan-bahan penyusun ditentukan melalui mix design. Hal ini

dimaksudkan agar proporsi campuran tersebut dapat memenuhi syarat kuat

tekan dan harganya ekonomis.

b. Metode perancangan (mix design)

Metode perancangan digunakan untuk menentukan komposisi bahan-bahan

penyusun agar sesuai dengan kinerja yang diharapkan.

c. Perawatan (curing)

Perawatan berfungsi untuk menghindari panas hidrasi yang tidak diinginkan,

terutama yang disebabkan oleh suhu.

Menurut Felix Yap (1964) pada pembebanan tekan biasanya kayu bersifat elastis

sampai batas proposional. Terhadap tarikan, sifat-sifat elastisitas untuk kayu

tergantung dari keadaan lengas. Kayu yang berkadar lengas rendah

memperlihatkan batas elastisitas yang agak rendah sedangkan kayu yang berkadar

lengas tinggi terdapat perubahan bentuk yang permanen pada pembebanan.

Berdasarkan penelitian kekuatan tarik kayu lebih tinggi daripada kekuatan tekan

yaitu 2 – 3 kali lebih besar . Bahan campuran yang dipakai pada penelitian ini

adalah sebuk sisa prses penggergajian dan sisa proses pengamplasan kayu. Jenis

serbuk kayu yang digunakan adalah jenis kayu jati. Menurut Daftar kayu

Indonesia, kayu jati termasuk kelas kuat II, dan sifat susutnya termasuk kelas

kecil.

2.2.3. Kuat Tarik

Sama seperti kuat tekan, Kuat tarik dapat dirumuskan sebagai berikut:

f makst =

commit to user

dengan:

tf = kuat tarik sampel (MPa)

maksP = beban tarik maksimum (N)

= luas permukaan benda uji tertarik (mm2)

Kayu terdiri dari selulosa (cellulose), hemiselulosa, dan lignin. Lignin merupakan

unsur dari sel kayu yang mempunyai pengaruh yang buruk terhadap kekuatan

serat (fibers). Kuat tarik selulosa (cellulose) setelah diteliti sebesar 2000 MPa,

sedangkan unsur lignin dalam kayu dapat menurunkan kuat tarik sebesar 500

commit to user

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Kriteria Metodologi Penelitian

3.1.1. Tinjauan Umum

Metode penelitian merupakan langkah-langkah penelitian suatu masalah, kasus,

gejala atau fenomena tertentu dengan cara ilmiah untuk menghasilkan jawaban

yang rasional. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode

eksperimen, yaitu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan

langsung untuk mendapatkan data atau hasil yang menghubungkan antara

variabel-variabel yang diselidiki. Metode eksperimen dapat dilakukan di dalam

maupun di luar laboratorium. Penelitian ini dilaksanakan di dalam laboratorium,

yaitu Laboratorium Bahan dan Struktur, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

Pemecahan masalah pada penelitian ini dengan cara statistik, yaitu dengan urutan

kegiatan dalam memperoleh data hingga data tersebut dapat digunakan sebagai

dasar pembuatan keputusan. Kegiatan-kegiatan yang dilakukan diantaranya adalah

proses pengumpulan data, pengolahan data, analisis data dan cara pengambilan

keputusan secara umum berdasarkan hasil penelitian.

3.1.2. Alat dan Bahan

3.1.1.1. Peralatan Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

a. UTM ( Universal Testing Machine)

Universal Testing Machine (UTM) digunakan untuk menguji kuat tarik, kuat

tekan suatu bahan. Alat ini menggunakan sistim hidrolis untuk memberikan

gaya pada benda uji. Pada penelitian ini Universal Testing Machine (UTM)

digunakan untuk menguji kuat tarik dan kuat tekan sampel. Universal Testing

Machine (UTM) dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut:

commit to user

a). UTM analog

b). UTM Digital

Gambar 3.1 Universal Testing Machine (UTM)

b. Disamping alat-alat uji utama tersebut digunakan peralatan pembantu sebagai

berikut:

1) Mistar dan jangka sorong,

2) Timbangan,

3) Oven dengan kapasitas 200οC,

4) Gelas ukur,

5) Bekisting,

6) Scrap,

7) Alat untuk mencampur material,

8) Gergaji.

3.1.1.2. Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain adalah:

a. Serbuk Kayu Bahan material yang digunakan sebagai bahan sampel berasal dari serbuk kayu

jati. Serbuk kayu ini diperoleh dari sisa pengolahan kayu, yaitu serbuk sisa

penggergajian dan serbuk sisa pengamplasan. Alasan dipilihnya serbuk kayu jati

ini karena kayu tersebut berasal dari jenis kayu dengan mutu baik dan selain itu

serbuk kayu dengan jenis ini mudah diperoleh.

commit to user

b. Lem epoxy Penelitian ini menggunakan lem epoxy merk NEW MR (resin + hardener )

sebagai bahan perekat dan pengeras serbuk kayu. Alasan dipilihnya lem epoxy

karena lem jenis ini memiliki daya rekat yang kuat dan lebih cepat mengeras.

3.1.3. Standar dan Kualifikasi Benda Uji

a. Pembuatan benda uji, yaitu membuat benda uji yang berasal dari serbuk kayu

b. Jumlah sampel yang digunakan berjumlah 36 buah untuk uji tekan dan 24 buah

untuk uji tarik, dengan klasifikasi seperti pada Tabel 3.1 dan Tabel 3.2

berikut:

Tabel 3.1 Bahan penelitian untuk pengujian kuat tekan.

Jenis benda uji

Kadar hardener 10 %

Kadar hardener 25 %

Kadar hardener 50 %

Kode sampel

Jumlah sampel

Kode sampel

Jumlah sampel

Kode sampel

Jumlah sampel

Serbuk ketam CSC-H10 3 CSC -H25 3 CSC -H50 3

Serbuk ketam + filler 25%

CSC -H10/F25 3

CSC -H25/F25 3

CSC -H50/F25 3

CSC -H10/F50 3 CSC -

H25/F50 3 CSC -H50/F50 3

CSC -H10/F75

3 CSC -H25/F75

3 CSC -H50/F75

Tabel 3.2 Bahan penelitian untuk pengujian kuat tarik.

Jenis benda uji

Kadar hardener 25 %

Kadar hardener 50 %

Kode sampel Jumlah sampel

Serbuk ketam TSC-H25 3 TSC -H50 3

Serbuk ketam + filler 25% TSC -H25/F25 3 TSC -H50/F25 3

TSC -H25/F50 3 TSC -H50/F50 3

Serbuk ketam + filler 75% TSC -H25/F75 3 TSC -H50/F75 3

commit to user

Keterangan:

a. CSC : Compression Sample Crab (sampel tekan campuran ketam)

b. TSC : Tension Sample Crab (sampel tarik campuran ketam)

c. H : Hardener

d. F : Filler

3.2. Tahapan Metodologi Penelitian

Tahapan metodologi penelitian merupakan urutan-urutan kegiatan yang

dilaksanakan secara sistematis, logis dengan mempergunakan alat bantu ilmiah

yang bertujuan untuk memperoleh kebenaran suatau objek permasalahan. Secara

garis besar pelaksanaan penelitian dengan tahap-tahap sebagai berikut:

a. Tahap I : Tahap persiapan awal.

b. Tahap II : Tahap pemilihan bahan dan peralatan.

c. Tahap III : Tahap pemeriksaan kadar air sebelum pengujian.

d. Tahap IV : Tahap pembuatan benda uji

e. Tahap V : Tahap pengujian.

f. Tahap VI : Tahap analisis pengujian.

3.2.1. Tahap Persiapan Awal

Tahap persiapan merupakan tahap untuk mempersiapkan segala sesuatu yang

terkait dengan masalah penelitian yang akan dilakukan, baik yang menyangkut

peralatan maupun bahan penelitian. Peralatan yang akan digunakan diperiksa

sebelumnya untuk mengetahui kelayakan alat dalam pelaksanaan penelitian,

dalam tahap ini juga mempersiapkan bekisting.

3.2.2. Tahap Pemilihan Bahan dan Peralatan

Bahan utama penelitian ini adalah sisa ketam kayu jati dan lem epoxy. Peralatan

yang digunakan adalah alat uji utama dan peralatan pembantu, seperti yang telah

disebutkan di atas.

commit to user

3.2.3. Tahap Pemeriksaan Kadar Air

Serbuk sisa ketam kayu jati yang telah dipilih kemudian ditimbang dengan berat

tertentu lalu dikeringkan dengan cara dioven. Tujuan dari proses pengeringan ini

adalah untuk menghilangkan kandungan air dalam serbuk kayu supaya sampel

tidak mengalami kembang susut. Setelah dikeringkan serbuk kayu tersebut

kemudian ditimbang kembali. Selisih antara berat serbuk sebelum dan sesudah

dioven tadi kemudian dibandingkan dengan berat serbuk sebelum dioven. Kadar

air terkandung dalam serbuk dinyatakan dalam porsen, dan dalam penelitian ini

untuk menentukan mutu kayu menurut SNI 5 (2002) kadar air standar yang

digunakan adalah 15%. Dalam SNI 03-3399-1994, pesyaratan kadar air untuk

pengujian kuat tarik kayu dilaboratorium adalah ≤ 20%, sedangkan dalam

penelitian ini kadar air yang terkandung dalam serbuk adalah 3% saja, jadi serbuk

sisa ketam kayu tersebut layak digunakan untuk pembuatan sampel.

3.2.4. Tahap Pembuatan Benda Uji

3.2.4.1. Pembuatan Benda Uji Tekan

Kami mengambil contoh untuk membuat benda uji dengan kadar hardener 25%

dan filler 25%. Untuk membuat sampel tekan yang berjumlah 3 buah, serbuk

ketam yang telah dioven diambil dan ditimbang dengan berat total untuk 3 buah

sampel sebanyak 90 gram. Setelah itu serbuk ketam tersebut dikurangi dengan

filler (serbuk amplas) seberat 25% x 90 gram dan didapat jumlah filler yang

dibutuhkan yaitu sebanyak 22,5 gram. Sehingga serbuk ketam yang diperlukan

adalah 90 gram – 22,5 gram = 67,5 gram.

Setelah mendapat berat serbuk ketam dan filler, kemudian membuat campuran

lem epoxy dengan kadar resin à 90 gram x 1,08 cc/gram = 97,2 cc ≈ 98 cc. dan

hardener sebanyak 25% x 97,2 cc = 24,3 cc ≈ 25 cc, lalu resin dan hardener

diaduk. Campuran lem epoxy yang sudah jadi tersebut harus segera dicampur

dengan material serbuk kayu sampai merata, karena lem epoxy hanya mempunyai

umur (pot life) sekitar 100 menit, setelah 100 menit lem tidak bisa digunakan lagi.

Setelah campuran merata kemudian dimasukkan kedalam cetakan (bekisting)

dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm, sampel akan mengeras antara 3 - 4 jam.

commit to user

Lebih jelasnya, bentuk sketsa sampel tekan dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.2 Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Kuat Tekan 3.2.4.2. Pembuatan Benda Uji Tarik

Contoh untuk pembuatan benda uji dengan kadar hardener 25% dan filler 25%.

Untuk membuat 3 buah sampel tarik, serbuk ketam yang telah dioven diambil dan

ditimbang dengan berat masing-masing 72 gram. Setelah itu serbuk ketam

dicampur dengan filler (serbuk amplas) seberat 25% x 72 gram = 18 gram.

Sehingga serbuk ketam yang diperlukan adalah 72 gram – 18 gram = 54 gram.

Setelah pembuatan bahan material kemudian membuat campuran lem epoxy

dengan kadar resin 72 gram x 1,08 cc/gram = 77,78 cc ≈ 78 cc dan hardener

sebanyak 25% x 77,78 cc = 19,44 cc ≈ 20 cc. Bahan material dan lem epoxy

tersebut segera dicampur sampai merata. Setelah campuran merata kemudian

dimasukkan kedalam cetakan (bekisting) yang sudah dibentuk sesuai dengan

ukuran sampel tarik, sampel akan mengeras antara 3-4 jam.

Bentuk sketsa sampel tarik dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.3 Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Kuat Tarik

commit to user

Untuk pembuatan sampel tekan dan sampel tarik yang lain proses yang dilakukan

sama, tapi dengan menggunakan jumlah resin yang berbeda, serta kadar hardener

dan filler yang berbeda pula. Dilampirkan pada lampiran.

3.2.5. Tahap Pengujian

3.2.5.1. Metode Pengujian Kuat Tekan Kayu Di Laboratorium

Metode ini mencakup tentang persyaratan, ketentuan dan cara pengujian kayu

untuk semua jenis benda uji kecil bebas cacat dan kering udara. (SNI 03-3958-

Benda uji kecil bebas cacat adalah benda uj kayu yang bebas dari mata kayu,

gubal, retak, lubang, jamur, rapuh dan tidak memuntir, sedangkan kayu kering

udara adalah kayu dengan kadar air maksimum 20 %. Metode ini dimaksudkan

sebagai acuan dalam pengujian kuat tekan kayu, dengan tujuan memperoleh nilai

kuat tekan kayu.

Benda uji harus memenuhi persyaratan/ketentuan berikut:

o Kelompok benda uji harus sama jenisnya;

o Benda uji bebas cacat;

o Setiap benda uji mempunyai identitas dengan diberi nomor dan huruf;

o Jumlah benda uji minimum 2 buah untuk setiap jenis kayu.

o Ukuran benda uji untuk kuat tekan sejajar serat ditentukan sebesar (50 x 50 x

200) mm dengan ketelitian ± 0,25 mm, kadar air maksimum 20%,

Gambar 3.4 Benda Uji Kuat Tekan

commit to user

3.2.5.2. Metode Pengujian Kuat Tarik Kayu Di Laboratorium

Standar ini menetapkan cara uji kuat tarik kayu untuk semua jenis benda uji kecil,

bebas cacat dan kering udara. (SNI 03-3399-1994)

Benda uji kecil bebas cacat adalah benda uji kayu yang bebas dari mata kayu,

gubal, retak, berlubang, jamur, rapuh dan tidak memuntir. Sedangkan kayu kering

udara adalah kayu dengan kadar air maksimum 20 %.

Persyaratan dan ketentuan pengujian

o Jumlah benda uji minimum 2 buah untuk setiap jenis kayu.

o Benda uji harus memenuhi persyaratan kelompok benda uji yang sama

jenisnya, benda uji bebas cacat, diberi nomor urut,

o Ukuran dan bentuk benda uji untuk pengujian kuat tarik.

Gambar 3.5 Ukuran Dan Bentuk Benda Uji Untuk Kuat Tarik

Siapkan benda uji, sediakan alat uji tarik, alat ukur, lembaran data, beri kode

pengujian, atur jarum penunjuk mesin pada angka 0 , letakkan benda uji sesuai

pada mesin dengan kedudukan vertikal, atur jarak jepitan, jalankan mesin dengan

menerus sampai beban maksimum, hitung kuat tarik berdasarkan nilai beban

maksimum dan luas penampangnya.

commit to user

3.2.5.3. Tahap Pengujian Kuat Tekan

Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tekan dengan menggunakan alat

Universal Testing Machine (UTM). Sampel yang akan diuji minimal berumur 24

jam, karena lem epoxy dalam sampel akan mengeras secara kering total dalam

waktu 24 jam. Pengujian kuat tekan dilakukan dengan memberikan gaya

tekan/beban pada benda uji, hingga benda uji tersebut runtuh/pecah. Tetapi, dari

hasil penelitian benda uji tersebut tidak mengalami runtuh/pecah melainkan

mengalami pemampatan/memadat. Beban maksimum benda uji dapat dilihat pada

dial UTM, yaitu angka saat jarum penunjuk melambat. Beban maksimum tersebut

dinyatakan dalam kgf.

3.2.5.4. Tahap Pengujian Kuat Tarik

Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tarik dengan menggunakan alat Universal

Testing Machine (UTM). Sama seperti pada pengujian kuat tekan, Sampel yang

akan diuji minimal berumur 24 jam. Pengujian kuat tarik dilakukan dengan

memberikan gaya tarik pada benda uji, hingga benda uji tersebut putus.

3.2.6 Tahap Analisis Hasil Penelitian

Dari hasil pengujian yang diperoleh kemudian dilakukan analisis data untuk

mengetahui besarnya kuat tekan dan kuat tarik sampel, yaitu dengan membagi

beban maksimum dengan luas sample yang diuji. sehingga dapat diketahui

termasuk mutu kayu apakah sampel tersebut dengan acuan tabel 2.5.

3.3. Kerangka Pikir

Secara garis besar Bagan Kerangka Pikir Tahapan Metodologi Penelitian dapat

dilihat pada gambar berikut:

commit to user

Gambar 3.6 Bagan Kerangka Pikir

Persiapan Bahan Dan Peralatan Penelitian: - Serbuk kayu - oven - Lem epoxy - timbangan - bekisting - mistar - gelas ukur - skrap - wadah untuk mencampur - UTM

Pengovenan Dan Pemeriksaan Kadar Air Serbuk Kayu

Analisis Data Hasil Penelitian

Selesai

Kadar lengas 15 %

Pembuatan Sampel Tekan

Pengujian Tekan

Pembuatan Sampel Tarik

Pengujian Tarik

commit to user

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis Data

4.1.1. Pengujian Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan pada penelitian ini menggunakan benda uji berbentuk kubus

dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm3. Pengujian dilakukan dengan cara memberikan

beban hingga benda uji tersebut hancur dengan alat Universal Testing Machine

(UTM). Pada saat dial mulai melambat didapatkan beban/gaya tekan maksimum

( maksP ) dari benda uji. Data tersebut kemudian diolah untuk memperoleh nilai kuat

tekan benda uji ( cf ). Nilai kuat tekan dapat dihitung dengan rumus sebagai

berikut:

f maksc = ………………….……………………….….... (4.1)

Dengan:

= kuat tekan (MPa)

= beban tekan maksimum (N)

= luas permukaan benda uji tertekan (mm2)

Contoh perhitungan kuat tekan adalah sebagai berikut:

Beban maksimum ( maksP ) = 125 kgf

= 125 kg x 10 m/s2

= 1250 N

Luas permukaan ( A ) = 50 mm x 50 mm

= 2500 mm2

f maksc =

25001250

= 0,50 MPa

commit to user

Pengujian kuat tekan yang dilakukan dengan menggunakan alat Universal Testing

Machine (UTM), didapat nilai kuat tekan dan setelah dimasukan ke dalam rumus

yang telah disebutkan diatas maka didapat beberapa hasil sesuai dengan

perbandingan filler dan variasi hardener.

4.1.1.1. Hasil Pengujian Kuat Tekan dengan Variasi Filler dengan Hardener

Hasil pengujian kuat tekan sampel dengan variasi filler dan hardener berturut-

turut dapat dilihat dalam Tabel berikut ini:

Tabel 4.1. Kuat Tekan Sampel dengan Variasi Filler dan Hardener

No Kode Benda Uji Tegangan

Maksimum (Kgf)

Tegangan Maksimum

Kuat Tekan Maksimum

Rata-rata

CSC – H10

1 - - -

0.07 2 2 20 200 0.08

3 3 15 150 0.06

CSC – H25

1 25 250 0.10

0.09 5 2 20 200 0.08

6 3 20 200 0.08

CSC – H50

1 25 250 0.10

0.17 8 2 25 250 0.10

9 3 35 350 0.14

CSC – F25/H10

1 35 350 0.14

0.10 11 2 30 300 0.12

12 3 10 100 0.04

CSC – F25/H25

1 - - -

0.22 14 2 60 600 0.24

15 3 50 500 0.20

CSC – F25/H50

1 - - -

0.11 17 2 30 300 0.12

18 3 25 250 0.10

CSC – F50/H10

1 25 250 0.10

0.12 20 2 - - -

21 3 35 350 0.14

commit to user

Tabel 4.1. (Lanjutan)

No Kode Benda Uji Tegangan

Maksimum (Kgf)

Tegangan Maksimum

Kuat Tekan Maksimum

Rata-rata

CSC – F50/H25

1 75 750 0.30

0.23 23 2 50 500 0.20

24 3 50 500 0.20

CSC – F50/H50

1 125 1,250 0.50

0.45 26 2 - - -

27 3 100 1,000 0.40

CSC – F75/H10

1 15 150 0.06

0.06 29 2 20 200 0.08

30 3 10 100 0.04

CSC – F75/H25

1 - - -

0.14 32 2 35 250 0.14

33 3 35 350 0.14

CSC – F75/H50

1 35 350 0.14

0.11 35 2 - - -

36 3 20 200 0.08

Rekapitulasi nilai kuat tekan rata-rata benda uji dalam tiap kadar filler dengan

variasi kadar hardener dapat dilihat dalam Tabel berikut ini:

Tabel 4.2. Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji dengan Kadar Filler 0% dan Variasi Hardener 10%, 25% dan 50 %

Nama Benda Uji Kuat Tekan Rata-rata

(Mpa) CSC – H10 0.07 CSC – H25 0.09 CSC – H50 0.17

Data kuat tekan rata-rata untuk kadar filler 0%, dapat dinyatakan dalam bentuk

grafik hubungan antara penambahan kadar hardener dan kuat tekan rata-rata

seperti terlihat pada Gambar 4.1.

commit to user

Gambar 4.1. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 0%

Kadar hardener 10% nilai kuat tekan benda uji adalah sebesar 0,07 MPa, pada

kadar hardener 25% nilai kuat tekan sebesar 0,09 Mpa dan pada kadar hardener

50% nilai kuat tekan sebesar 0,17 MPa. Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa

pertambahan kadar hardener akan menambah pula kuat tekan benda uji,

mengingat sifat hardener adalah sebagai pengeras.

Tabel 4.3. Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji dengan

Kadar Filler 25% dan Variasi Hardener 10%, 25% dan 50 %

(Mpa) CSC – F25/H10 0.10 CSC – F25/H25 0.22 CSC – F25/H50 0.11

commit to user

Nilai kuat tekan benda uji pada kadar hardener 10% sebesar 0,10 MPa, kadar

hardener 25% sebesar 0,22 MPa, dan kadar hardener 50% sebesar 0,11 MPa. Hal

ini berbeda dari asumsi awal bahwa pertambahan kadar hardener akan menambah

pula kuat tekan benda uji. Ini disebabkan karena pemadatan yang tidak

merata/kurang saat pembuatan benda uji yang masih menggunakan cara manual

(tenaga manusia). Faktor lain yang menyebabkan adalah karena kesalahan dalam

penimbangan bahan, sehingga campuran untuk membuat sampel berkurang.

Tabel 4.4. Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji dengan Kadar Filler 50% dan Variasi Hardener 10%, 25% dan 50 %

commit to user

Nilai kuat tekan benda uji pada kadar hardener 10% adalah sebesar 0,12 MPa,

untuk kadar hardener 25% sebesar 0,23 MPa, dan nilai kuat tekan pada kadar

hardener 50% sebesar 0,45 MPa. Sehingga dari Gambar di atas dapat dilihat

bahwa semakin besar kadar hardener, semakin tinggi pula kuat tekan benda uji.

Tabel 4.5. Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji dengan kadar Filler 75% dan variasi Hardener 10%, 25% dan 50 %

Data kuat tekan rata-rata untuk kadar filler 75% , dapat dinyatakan dalam bentuk

commit to user

Nilai kuat tekan benda uji pada kadar hardener 10% sebesar 0,06 MPa, kadar

hardener 25% sebesar 0,14 MPa, dan kadar hardener 50% sebesar 0,11 MPa. Ini

disebabkan karena pemadatan yang tidak merata/kurang saat pembuatan benda

uji. Faktor lain yang menyebabkan adalah karena kesalahan dalam penimbangan

bahan, sehingga campuran untuk membuat sampel berkurang.

Dari keempat perbedaan di atas dapat digabung dalam satu grafik sebagai berikut:

Gambar 4.5. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tekan Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 0%, 25%, 50% dan 75%

commit to user

Dari Gambar 4.5. dapat diketahui bahwa kuat tekan paling tinggi benda uji

dengan kode CSC – F50/H50 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener

50%, dengan nilai sebesar 0,45 MPa dan sampel yang mempunyai kuat tekan

paling rendah adalah sampel dengan kode CSC – F75/H10 atau sampel dengan

kadar filler 75% dan hardener 10%, dengan nilai sebesar 0,06 MPa. Hal tersebut

diatas dapat terjadi selain disebabkan karena pengaruh kadar hardener, juga

dipengaruhi karena faktor gradasi campuran. Sampel CSC – F50/H50 mempunyai

kuat tekan yang baik karena kadar hardener yang tinggi dan gradasi campuran

yang seimbang antara filler / serbuk ampelas dengan serbuk ketam (pasah).

Sedangkan sampel CSC – F75/H10 mempunyai kuat tekan yang rendah karena

selain kadar hardener yang rendah juga karena gradasi campuran yang tidak

seimbang dan terlalu banyak filler / serbuk ampelas.

4.1.2. Pengujian Kuat Tarik

Pengujian kuat tarik pada penelitian ini menggunakan benda uji berbentuk sesuai

uji tarik. Pengujian dilakukan dengan cara menarik benda uji tersebut hingga

terjadi putus/patah dengan alat Universal Testing Machine (UTM). Data tersebut

kemudian diolah untuk memperoleh nilai kuat tarik benda uji ( tf ). Nilai kuat tarik

dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

f makst = ……………………………..………….….... (4.2)

Dengan:

= kuat tarik (MPa)

= beban tarik maksimum (N)

= luas permukaan benda uji tertarik (mm2)

Contoh perhitungan kuat tarik adalah sebagai berikut:

Beban maksimum ( maksP ) = 390 N

Luas permukaan ( A ) = 10 mm x 10 mm = 100 mm2

f makst =

100390

= 3,9 MPa

commit to user

Pengujian kuat tarik yang dilakukan dengan menggunakan alat Universal Testing

Machine (UTM), didapat nilai kuat tarik dan setelah dimasukan ke dalam rumus

yang telah disebutkan diatas maka didapat beberapa hasil sesuai dengan

perbandingan filler dan variasi hardener.

4.1.2.1. Hasil Pengujian Kuat Tarik dengan Variasi Filler dengan Hardener

Hasil pengujian kuat tarik sampel dengan variasi filler dan hardener berturut-turut

dapat dilihat dalam Tabel berikut ini:

Tabel 4.6. Kuat Tarik Sampel dengan Variasi Filler dan Hardener

No Nama Sampel Tegangan

Tarik Max (N)

Kuat Tarik Max

(MPa) Rata-rata

1 TSC – H25

1 101 1.0 1.337 2 2 190 1.9

3 3 110 1.1

4 TSC – H50

1 110 1.1 0.938 5 2 91 0.9

6 3 80 0.8

7 TSC – F25/H25

1 170 1.7 1.303 8 2 121 1.2

9 3 100 1.0

10 TSC – F25/H50

1 200 2.0 1.597 11 2 80 0.8

12 3 199 2.0

13 TSC – F50/H25

1 - - - 14 2 - -

15 3 - -

16 TSC – F50/H50

1 390 3.9 2.610 17 2 288 2.9

18 3 105 1.1

19 TSC – F75/H25

1 68 0.7 1.593 20 2 250 2.5

21 3 160 1.6

22 TSC – F75/H50

1 98 1.0

1.492 23 2 160 1.6

24 3 190 1.9

commit to user

Rekapitulasi nilai kuat tarik rata-rata benda uji dalam tiap kadar filler dengan

variasi kadar hardener dapat dilihat dalam Tabel berikut ini:

Tabel 4.7. Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji dengan Kadar Filler 0% dan Variasi Hardener 25% dan 50 %

Nama Benda Uji Kuat Tarik Rata-rata

(Mpa) TSC – H25 1.337 TSC – H50 0.938

Data kuat tarik rata-rata untuk kadar filler 0%, dapat dinyatakan dalam bentuk

grafik hubungan antara penambahan kadar hardener dan kuat tarik rata-rata

Gambar 4.6. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 0%

Kadar hardener 25% mempunyai nilai kuat tarik sebesar 1,337 MPa dan pada

kadar hardener 50% nilai kuat tarik sebesar 0,938 MPa. Hal ini berbeda dari

asumsi awal bahwa pertambahan kadar hardener akan menambah pula kuat tarik

benda uji. Ini disebabkan mungkin karena pemadatan yang tidak merata/kurang

saat pembuatan benda uji yang masih menggunakan cara manual (tenaga

manusia). Faktor lain yang menyebabkan adalah mungkin karena kesalahan dalam

penimbangan bahan, sehingga campuran untuk membuat sampel berkurang.

commit to user

Tabel 4.8. Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji dengan Kadar Filler 25% dan Variasi Hardener 25% dan 50 %

(Mpa) TSC – F25/H25 1.303 TSC – F25/H50 1.597

Nilai kuat tarik benda uji pada kadar hardener 25% sebesar 1,303 MPa, dan kadar

hardener 50% sebesar 1,597 MPa. Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa

pertambahan kadar hardener akan menambah pula kuat tarik benda uji, mengingat

sifat hardener adalah sebagai pengeras.

Tabel 4.9. Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji dengan

Kadar Filler 50% dan Variasi Hardener 25% dan 50 %

(Mpa) TSC – F50/H25 0.000 TSC – F50/H50 2.610

commit to user

Nilai kuat tarik benda uji pada kadar hardener 25% sebesar 0,000 MPa, dan nilai

kuat tarik pada kadar hardener 50% sebesar 2,610 MPa. Sehingga dari Gambar di

atas dapat dilihat bahwa semakin besar kadar hardener, semakin tinggi pula kuat

tarik benda uji.

Tabel 4.10. Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji dengan

kadar Filler 75% dan variasi Hardener 25% dan 50 %

(Mpa) TSC – F75/H25 1.593 TSC – F75/H50 1.492

Data kuat tarik rata-rata untuk kadar filler 75% , dapat dinyatakan dalam bentuk

commit to user

Nilai kuat tarik benda uji pada kadar hardener 25% sebesar 1,593 MPa, dan kadar

hardener 50% sebesar 1,492 MPa. Ini disebabkan karena pemadatan yang tidak

merata/kurang saat pembuatan benda uji. Faktor lain yang menyebabkan adalah

karena kesalahan dalam penimbangan bahan, sehingga campuran untuk membuat

sampel berkurang.

Dari keempat grafik perbedaan di atas dapat digabung dalam satu grafik sebagai

berikut:

Gambar 4.10. Perbedaan Antara Kadar Hardener dan Kuat Tarik Rata-rata Benda Uji pada Kadar Filler 0%, 25%, 50% dan 75%

commit to user

Dari Gambar 4.10. dapat diketahui bahwa kuat tarik paling tinggi benda uji

dengan kode TSC – F50/H50 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener

50%, dengan nilai sebesar 2,610 MPa dan sampel yang mempunyai kuat tarik

paling rendah, dan tidak mempunyai nilai sama sekali adalah sampel dengan kode

TSC – F50/H25 atau sampel dengan kadar filler 50% dan hardener 25%, dengan

nilai 0,000 MPa. Hal tersebut diatas dapat terjadi selain disebabkan karena

pengaruh kadar hardener, juga dipengaruhi karena faktor gradasi campuran.

Sampel TSC – F50/H50 mempunyai kuat tarik yang baik karena kadar hardener

yang tinggi dan gradasi campuran yang seimbang antara filler / serbuk ampelas

dengan serbuk ketam (pasah). Sampel TSC – F50/H25 tidak mempunyai kuat

tarik karena selain kadar hardener yang rendah juga karena gradasi campuran

yang tidak seimbang dan terlalu banyak filler / serbuk ampelas.

4.2. Pembahasan