Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

of 65 /65
to DEPARTEMEN PENDIDlKAN NASIONAL FAKULTAS KEHUTANAN I NSTI TUT PERTANIAN BOGOR DEPARIEMEN H BIL HUIAN Kampus IPB Darmaga PO BOX 168 Bogor 16001 Alamat Kawat FAHUTAN Bogor Phone: 0251) 621285, Fax: 0251) 621256 - 621285, E-maD : [email protected]  SUR T KETER NG N Nomor : ~ t IK13 5 3/PL/2007 Yang bertandatangan di bawah ini Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB, menerangkan bahwa Hasil PenelitianiKarya I1miah atas nama Dr. Lina Karlinsari, S.Hut., MSc.F. sebagai penulis utama/tunggal, yang berjudul "Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara Non Destruktif dengan Metode Gelombang Ultrasonik" sebagai laporan Hibah Penelitian dalam rangk a program A2 tahun 2005, telah tercatat dan tersimpan di Perpustakaan Departemen HasH Hutan Fakultas Kehutanan IPB. Demiki an Surat Keterangan ini dibuat untuk dipergunakan sebagaimana mest inya. - f Dr.lr . Dede Hermawan, MSc NIP. 131950984

description

Ebooks

Transcript of Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    1/65

    toDEPARTEMEN PENDIDlKAN NASIONALFAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

    DEPARIEMEN H BIL HUIANKampus IPB Darmaga PO BOX 168 Bogor 16001 Alamat Kawat FAHUTAN BogorPhone: 0251) 621285, Fax: 0251) 621256 - 621285, E-maD : [email protected]

    SUR T KETER NG NNomor : ~ t IK13 5 3/PL/2007

    Yang bertandatangan di bawah ini Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB, menerangkanbahwa Hasil PenelitianiKarya I1miah atas nama Dr. Lina Karlinsari, S.Hut., MSc.F. sebagaipenulis utama/tunggal, yang berjudul "Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara NonDestruktif dengan Metode Gelombang Ultrasonik" sebagai laporan Hibah Penelitian dalamrangka program A2 tahun 2005, telah tercatat dan tersimpan di Perpustakaan Departemen HasHHutan Fakultas Kehutanan IPB.

    Demikian Surat Keterangan ini dibuat untuk dipergunakan sebagaimana mestinya.

    -f Dr.lr. Dede Hermawan, MScNIP. 131950984

    mailto:[email protected]:///reader/full/If-Dr.lrhttp:///reader/full/If-Dr.lrmailto:[email protected]:///reader/full/If-Dr.lr
  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    2/65

    LAPORAN HIBAH PENELITIANPROGRAM RIBAR KOMPETISI A-2

    PENGUJIAN KUALITAS KAYU DAN BAM.BU S'CARA NON.DESTRUKTIF DENGAN METODE

    GELOl\1BANG ULTRASONIK

    Disustin Oleh :Ketua Peneliti

    Lina Karlinasari, S. Hut, M.Sc, F(Laboratorium Keteknikan Kayu)

    DEPARTEl\1EN HASIL HUTANFAKULTASKEHUTANAN

    INSTITUT PERTANIAN BOGOR2005

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    3/65

    LEMBAR PENGESAHAN

    Ketua Pelaksana Program A-2 DHH, Ketua Pelaksana Kegiatan,

    Ir. Sucahyo Sadivo. MS. ina Karlinasari. S.Hut. MSc.FNIP. 131 4 J 1 NIP. 132206244

    Mengesahkan,Ketua Depa:temen Hasii Hutan

    Dr. If. Dede Hermawan, MSc.FNIP. 131 950984

    1. Judu Penelitian

    2. Pelaksana Kegiatan

    3. Mahasiswa yang teriibat

    4. Kebutuhan Biaya

    Menyetujui :

    Pengujian Kualitas Kayu dan Bambu Secara NonDestruktif Dengan Metode Gelombang UltrasonikLina Karlinasari, S.Hut, M.Sc.F (Ketua) cDr. Naresworo Nugroho, MS. (Angggota)

    1. Mohammad Mulyadi E241 0 I 045)2. Andy Iswindarto E241 0 1047)3. Puja Hindrawan (E24IOI090)

    : Rp. 30.000.000,(Tiga puluh juta rupiah)

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    4/65

    DAFfARJSI

    LEMBAR PENGESAHAN .............................................................. .DAFTAR lSI ............ , ........................................................................ .DAFTAR TABEL ...................................................................... ' .......DAFTAR GAMBAR ....................................................................... .I. PENDAHULUAN

    A. Latar Belakang .......................................................................... .3 Tujuan Penelitian ....................................................................... .C. Hipotesa ..................................................... ................................ .D. Luaran Penelitian ....................................................................... .E. Manfaat Penelitian ...................................................................... .

    II. STUDI PUSTAKAA. fJengujian Non DestrllktifMetode Gelombang Ultrasonik.. ...... .B. Pengujian nestruktif .................................................................. .C. Sifat Mekanis Kayu ................................................................... .D. Sifat Fisis Kayu ......................................................................... .C. Bambu ....................................................................................... .

    III. METODOLOGI PENELITIANA. Tempat dan Waktll Pel'elitian .................................................. .B. Bahan dan A.lat .......................................................................... .C. Metodf' Penelitian

    Penelitian 1 ............................................................................... .Penelitian 2 .............................................................................. .PCllclitian 3 ............................................................................... .

    IV. HASH dan :PEMBAHAS,\NPenelitian I .................................................................................... .

    A. Ukuran Panjang Tetap, Dimensi Penampang Beragam ....... .B. Ukuran Panjang Beragam, Dimensi Penampang Tetap ...... .C. Kecepatan Gelombang Ultrasonik 3 Jenis Kayu ................ .

    Penelitian 2 ..................................................................................... .A. Sifat Fisis Kayu ................................................................... .R. Sifat fvlekanis Kayu ....................... : ................................... .

    Halaman

    iiIVV

    3333

    .66810

    1212

    131721

    26262931333338

    ii

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    5/65

    C. Hubungan Antara MOEs dan MOEd dengan MOR ........... . 43Penelitian 3 ..................................................................................... . 45

    1. Sifat Fisis Bambu dan Kayu La!Jis ....................................... . 452. Kecepatan Gelomljang Ultrasonik Bambu ........................... . 473. Sifat Mekanis Papan Laminasi ............................................ . 47

    V KESI l\1PULAN .......................................... " ................................ . 51

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    6/65

    D FT R TABEL

    TabeIl.1.TabellV.l.

    TabeI IV.2.Tabei IV.3Tabel IVA.TabelIV.S.TabelIV.6.TabeIIV.7.TabeIIV.8.TabelIV.9.TabelIV.IO.

    Kelas Kuat Kayu .................................................................Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensipenampang beragam 3 jenis kayu ....................................... .Rangkuman hasil analisis peragam 3 jenis kayu ................. ..Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada ukuran panjangberagam untuk 3 jenis kayu ................................................ .Rangkuman hasil anal isis peragam 3 jenis kayu ..................Nilai rata-rat;: sifat fisis dan kecepatan gelombang 3 jeniskayu ...................................................................................... .Kecepatan rambatan gelombang pada berbagai kondisikadar air .............................................................................. .Kecepatan rambatan gelombang pada kondi.;i kadar airkering udara .......................................................................... .Model regresi parameter dari 6 jenis kayu untuk hubunganMOEd MOEs dan MOR .................................................... .Sifat tisis barnbu tali dan kayu lapis sebelum dan pascapengujian ............................................................................ .Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonikMOEd MOEs dan MOR bambu ........................................ .

    Halaman126272930323437434547

    iv

    http:///reader/full/TabelIV.IOhttp:///reader/full/TabelIV.IO
  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    7/65

    Gambar Ill. IGambar 111.2.Gambar IIUGambar IlIA.Gambar III.S.Gambar IV IGambar IV.2.Gambar IV.3.Gambar IV.3.Gambar IVA.Gambar IV.S.Gambar IV.6.Gambar IV.7.Gambar IV.8.Gambar IV.9.Gambar IV.lO

    DAFT AR GAMBAR

    U panjang tetap penampang melintang beragam ....... .U penampang melintang t:::tap panjang be raga ........ . .

    CU MOE MOR dan kecepatan geiombang sertj KA .........Pengukuran non destruktif metode ultrasonik Uketeguhan lentur statis ..................................................Proses pembuatan papan laminasi bambu dan kayulapis ...............................................................................Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada dimensipenampang beragam panjang tetap 3 jenis kayu ..........Grafik kecepatan rata-rata gelombang pada ukuranpanjang beragam dimensi tetap untuk 3 jenis kayu ...... .Grafik nilai r a t a r a t ~ kecepatan gl;iombang ultidSonik3 jenis kayu ..................................................................Hubungan kadar air dengan kecepatn gelombangultrasonik ......................................................................Hubungan kerapatan kayu dengan kecepatangelombang ultlasonik ................................................... .MOEd pada berbagai kondisi kadar ai r .......................MOEs pada bcrbagai kondisi kadar air ........................ .MaR pada berbagai kondisi kadar a ir .........................MOEd dan MOEs pada kondisi kadar air kering udara.Grafik MOE papan laminasi bambu dan kayu lapispad a berbagai jarak inti ................................................Grafik MaR papan laminasi bambu dengan kayu lapispada berbagai j arak inti ................................................ .

    Halaman4479

    23273

    32353739404424849

    v

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    8/65

    I PENDAHULUANA. Latar Bclakang

    Kayu sebagai sumberdaya hutan utama mempunyai peranan yang san ;atpenting dalam kehidupan masyarakat. PertumbuhC''1 penduduk yang sangat tinggimenyebabkan kehutul.an masyarakat akan 'kayu terus menmgkat ba;k untukkebutuhan papan (perumahan) maupun keblltuhaf1 bahan industri. Disisi lainkegiatan eksploir< si hutan alam yang kurang terkendali, maraknya illega/logging,kebakaran huta;:, dan perubahan peruntukan lahan hutan menjadi areal lain telahmenyebabkan terjadinya penuru:1an produktifitas kawasan hutan sehinggapasokan kayu dari hutan alam baik secara kua: : a::; maupun kuantitas semakinberkurang.

    Untuk menjaga kesinambungan pasokan kayu dari hutan maka dalamkegiatan pengelolaan hutan dan manajemen kawasan hutan haruslah lebihmengactl pada azas-azas kelestarian. Disamp 1g itu, pem::kaian kayu yang efisien

    . dan optimal diharapkan mampu menangani permnsaian tersebut. Dalam rangkameningkatkan efisiensi dan penggunaRn kayu seeara optimal perlu penerapanans azas teknologi dan rekayasa di bidang perkayuan Wood Tedmology ndEngineerfng). Tobing (1971) menyatakan bahwa dibandingkan bahan-bahan lainkayu memilik.; b ~ b e r p keunggulan antara lain: tersedia dalam berbagai bentukdan ukuran, sangat kuat lerhadap beratnya, mudah dikerjakan dengan alat-alatsederhana maupun alat modem, daya han tar panas rendah sebanding denganbahan baku insulator.

    Sementara itll, pemakaian kayu yang st?'makin meningkat seiring denganpeningkatan jumlah penduduk dan meningkatnya teknologi pemanfa:1ta'l kayulelah dilakukan berb::gai pene itian untuk mer.-::oba mencari sllmbcr alternatif babikayll demi mengurangi dampak negatif tersebut. Salah satu bahan (lItematifpengganti kayu yang terpenting ada1ah bambu.

    Bambu telah berabad-abad dikenal dan dimanfaatkan oleh berbagai lapisanmasyaraka Indonesia, sehingga produk bambu sclalu berhubungan erat denganperkemb::mgan bidaya bangsa Indonesia. Hal ini dapat dimengerti mengingatbambu tumbuh hampir di seJuruh nusantara, batangnya mudah dipanen,dik::.:rjakan, serta banyak ragam manfaatnya (Nandika el al 1994).

    http:///reader/full/kehutul.anhttp:///reader/full/kehutul.an
  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    9/65

    Martawijaya (1997) memberikan taksiran bahwa 80 % bambu di Indonesiadigunakan untuk konstruksi (termasuk mebeJ), 10 % untuk bahan pembungkus, 5% untuk bahan baku kerajinan (industri keeil), serta 5 % untuk sarana peltaniandan lain-lain. Salah satu proJuk dari bal11bll yang berperan penting dalampengurangan penggunaan kayu adalah lamin::..si bal11bu. Laminasi b

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    10/65

    B Tujuan PenclitianPenelitian ini bertujuanuntuk:I. Mengetahui pengaruh dimensi dan geometri byu terhadap kecepatan

    rambatangelombangultrasonik2. Mengetahuipengaruhkadarair kayu terhadapkecepatan rambataogeiombang

    ultrasonik3. Membandingkankekuatan kayu yangdiujisecaranon destruktifdan destruktif4. MengetahuikecepatangeIombanggelombangultrasonikdaribambu.:; Mengetahui kekuat?!1 mekanis dari bambu menggllnakz.n rnetode non

    destruktifgelombangultrasonik6. Mengetahuikekuatanmekanisdaripapanlaminasi bambudengankayu lapis.

    C. HipotcsisI. Kadar air k;:;,yu berpengaruh terhadap kecepatan rambatan gclombang yang

    teriadi.2. Terdapat koreiasi yang signifikan antara dimensi kayu terhadap kecepatan

    rambat::m gelombdngultrasonik.3. Tedapat hubungan yang erat aniara kekuatan kayu yang diuji secara non

    destruktifdan destruktif.4. Kecepatan gelombang ultrasonik bambu hampir sarna dengan kecepatan

    gelombangultrasonikkayu

    D Luaran yang iharapbnDari peneliiian ini diharapkan dapat diperoleh informasi mengenai

    pemanf::::::tar.. metode gelombang ultras()nik dalam pengujian non e s t r u k t i t ~t::rm

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    11/65

    II STUDI PUSTAKA

    A Pengujian Non DestruktifMctode Gelombang U1trasonikPengujian non destruktif didefinisikan sebagai kegiatar. mengidentifIkasi sifat

    fisis dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau l1lengganggu produk akhir sehinggadiperoleh informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahap (ersebut yang akanbermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannyc. (Pellerin dan Ross,2002).

    Gelombang adalah suatu simpangan yang membawa energi melalui tempatdalam suatu benda y,u1g bergantung pada posisi dan w a ~ t u (Mc Intyre t at. 1991),sedangkan menurut Taranggono et al.,(1994) gelombang adalah ral1lbatan dari suatugetaran. Selain itu geiombang dapat dinyatakan sebagai p ~ r a n t a r a periJindahan energi.Berdasarkan zat antaranya, gelombang dibagi menjadi 2 yaitu gelombangelektromagnetik cian geloii1bang mekanik. Gelombang elektromagnetik tidakmemerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya sedangkan gelombangmekanik memerlukan medium atau zat antara dalam perambatannya. Contohgelombang elektromagnetik antara lain gelombang cahaya, gelombang radio,gelombang TV dan sin;::r X, sedangkan contoh gelombang mekanik antara laingelombang tali, ge\ombang pada permukaan air, gelombang pada pegas dangelombang bunyi (akustik)

    Terjadinya gelombang bunyi dic;ebabkan oleh sumber bupyi berupa bendabergetar yang melakukan perambatan ke segala arah. Untuk menghasiikan gelombangbunyi dipel' ukan gangguan mekanik dan metiium c astik yang. dapatmerambatkannya. Medium gel om bang bunyi aapat berupa zat padat, eail ataupun gas.Frekuensi gelombang bunyi yar.g dapat diterima telinga manusia berkisar antara 20Hz sampai denr;Jn 20 khz. Gelombang bunyi yang mempullyai frekuensi kurang dar;20 Hz d i ~ c b u t intrasonih. a ;,u infra bunyi, sedangkan gdombang bunyi yangfrekuensinya lebih dari 20 khz d i s ~ b u t ultrasonik ata:. ultra bunyi (Tranggono eal. 1994).

    Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan dalam bidang industri, kedokterandan teknik. Penggunaan gelombang ultrasonik dalam bidang industri menggunakanalat yang disebut rejlektometer yang digunakan untuk mengetahui eacat-cacat ataukerusakan pada logam. Dalam Lidang kedokteran dapat digunakan untuk mendeteksipanyakil-penyakit berat tertentu pada tingkat awal, sej]ei ti tumor payudara, hati dan

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    12/65

    otak serta digunakan untuk alat USG ulrrasonograji) (Tranggono et aI. 1994). Untukbidang teknik khususnya teknik perkayuan, gelombang ultrasonik dapat digunakansebagai salah satu metode pengujian non destruktif Non Destructive Testing) dab.mm e n u g ~ kualitas kayu yang didasarkan pada pengukuran kecepatan rambatangelol11bang ultrasonik (Malii-. et aI., 20(2).

    Menurut Bucur (1995) pengukuran keC'cpatan pelambatan gelombangultrasonik dalam kayu (yang dianggap bahan orthotrop:k) mcmanfaatkan sifat elasrisdan viscoelastis dari kayu. Parameter yang diukur adalah waktu perambatangelombang ultrasonik yang kemudian dapat dihitung kecepatan perambatannyasetelah jarak rambatan gelombang"ya diketahui.

    Gelombang ultrasonik merambat dalam struktllr padat bisa dipengaruhi olchsifat fisis subtrat, geometri bahan, karaktel istik mikro dan makrostrllktural bClbnkondisi lingkungan yang memepengaruhi bahan, dan kondisi alat (respon frekuensidan kepekaan tranduser, ukuran dan \okasinya, coupling media, kcrakter dinamik dariperalatan elektronik).

    Ge ombang lI trasononik termasuk gelombang tegangan (stress wave) yangmemanfaatkan frekuensi tinggu suara. Perambatan gelombang tegangan stress wave)pada kayu adalah proses dinamis di bagi2 1 dlliam yung berhubungan dengan sifat fisisdan mekanis kayu (Wang er al. 2000). Srress wave merambat pada kecepatan suan,::yang melewati material dan dipantulkan dari perrnukaan luar, cacat internal dan batasantara material yang berdekatan. Metode yang paling sederhana dalam penggunaanstress wave adalah waktu yang dibutuhkan stress wave untuk merambat pada jaraktcrtentu. Jika c imensi material diketahui, ukuran waktu stress w a ~ t daplt dieunakanuntuk menemukan cacat pada kayu dan produknya. Stress wave merambat lebihlambat mclewati kayu busuk daripada kavu sehat, sehingga keadaan yang membatasikayu dan produk kayu dapat diketahui melalll; pengukuran waktu stress wave padabagian yang masih mengalami pertumbuhan sepanjang kayu. Lokasi yangmenunjukan w hu gdombang bunyi lebih lama adalah lokasi yang mengandungcacat (Kuklik dan Dolejs 1998, diacu dalam Abdul-Malik et af. 2002 .

    Teori dasar dari metode gelombang ultrasonik adalah adanya hubungan antarakecepatan gelombang ultrasonik yang melewati ballan dengan sifat elastis bahandynamic modulus o elasticity, MOEd) dan kerapatan bahan. Parameter yang diukur

    pada metode ini adalah waktu perambatan gelombang ultrasonik, yang kel11udian

    5

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    13/65

    digunakan untuk menghimng kecepatan perambatannya. Hubunganantarakecepatangelol11bang ultrasonikdenganMOEd disampaikanpadaPersamaan(1)dan (:2):

    dVu I)

    XVu 2MOEt! = (2)g

    dimana:MOE d .Modulus Elasticity dinamis(kg!cm2)p :kerapatankayu(kg!m3)Vu :kecepatangelombangultrasonik(m!s)g :kop.stanta gravitasi (9.81 m!s2)d :jaraktempuhgelombangantara2transduser(:::m):waktutemfluhgelombangantara2tranduserIlS)

    B. Pengujlan DestmktifDefinisi pengu.i ian destruktif mellllrut Mardikanto dan Pranggodo (1991)

    adalah pendugaan kekuatandengar.carakonvensional (memakai mesin uji kekuatankayu), dapat menyebabkan hanyak kayu yang terbuang akibat dirusak untukpengujian. Hasil penguji:m destruktif ini obyektifdan tepat tanpa tergantung j e ~ i skayu, namunpengujianini tidakefisiendantidakfleksibel.

    C SifatMekanis KayuSifat mekanis kayu adalah sifat \faug berhilbungan dengan kekuatan kayu.

    Sifatkekuatan merupakan ukuran kemampuankayu untukmenahanbe ban atau gaY(jluar yang br:kerja p d ~ n y ~ dan cendrung untuk meruhah bentuk dan ukuran kayutersebut (ICoi!:'."!1 et al. 1975). Selaniutnya menurut Wangaard (1990)

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    14/65

    beban yang mengenainya. Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudahbeban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut perubahanbentuk elastis. Sifat-sifat mekanis biasany::: menjadi parameter penting pada produkproduk kayu yang digunakan untuk bahan bangunan gedung (Haygrcen dan i3owyer,

    1 9 ~ Q .

    Keleguhan lentur statis kayu merupakan kemampuan kayu untuk menahanbeban yang bekerja tegak lurus terhadap sl l11bu memanjang di tengah-tengah balokkayu yang kedua ujungnya disangga. Pada pengujian di laboratorium, beban dengankeeepatan tertentu diberikan seeara perlahan-Iahan sehingga balok kayu menjadipatah. Sebagai akibat pemberian be ban tersebut d: dalam ba!ok kayu terjadi regangan(strain) dan tegangan (stress) ( Wahyudi, 1986).

    Ada dua maeam tegangan yang tCi"jadi selama pembebanan berlangsungsehingga patah, yaitu tegangan pada batas proporsi/keteguhan lentur(Modulus o Elasticity, MOE) dan tegangan pad a batas maksimum/keteguhan patah(Modui? s o R:tpture, MOR). Modulus o Elasticity (MOE) adalah ukuran ketahanankayu terhadap lenturan. Lenturan sc:atu balok yang terjadi akihat suatu beban akanberbanciing terbalik deng:m modulus elastisitas. Hal iHi berarti kayu dengan moduluseJastisitas yang besar akan mempunyai lenturan yang lebih kecil atau dengan kata lainkayu tersebut mempunyai kekellyalan yang tinggi (Bodig dan Jayne, 1982). Kekuatanlentur merupakan ukuran kemampuan benda ur.tuk menahan beban Ientur maksimumsampai saat benda iersebut mengalam: kerusakan yang permanen. Besarnya hasilpengujian ini dinyatRkan dalam Modulus o Rupture (MOR) atau modulus patah(Wangard, 1950 dan Brown et 01 1952). MOE dan MOR dihitung berdasarkanPersamaan (3) dan (4).

    ,0.P xeHOEs (kg/em 2) 4 X,0.Y x b x h (3)3 x Pmax x LMOR (kg/cm2) (4)2xbxh

    dimana:MOEs: Modulus o elasticity statis (kglem2)MOR: Modulus a/rupture (kg/em2) .Pmax : beban maksimum (kg): bentang atau jarak sangga (ern)b : lebar eu (ern)

    1

    L

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    15/65

    h : tinggi cu (em): sclisih beban (kg)tJ Y selisih defleksi (em)D. Sifaf Fisis Kayu

    T :..ygre::::1 dail 3o,vyer (1989) menyatakan sifat fisis kayu yang terpentingadalah Kadar air, kcrapatan, dan beratjenis.

    a. Kadar AirHaygreen dan Bowyer (1989) mendefinisikan Kadar air sebagai be rat air yang

    dinyatakan sebagai persen berat kayu bebas air atau k.ering t:mur (BKT). Sedangkanmenurut Brown t al (1952) Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalamkayu yang diny::ltakan dalam persen terhadap be rat kering tanurnya. Dengan demikianstan dar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanurnya.

    Kadur air suatu kayu sangat dipengaruhi oleh si fat higroskopis kayu, yaitusifat kayu untuk r:::engibt dan mdepaskan air ke udara sampai tercapai keadaansetimbang dengan Kadar air ingkungan s e k i t ~ : n y a . Dijelaskan. kbih lanjut bahwadalam bagiafl xylem, air umumnya lebin dari separuh berat total, sehingga berat airdalam kayu umumnya sarna atau lebih be:;ar dari berat kering kayu. Kemampuan h.ayuuntuk menyimpan air dapat dipengaruhi o i ~ h adu. tidaknya zat ekstraktifyang be:-sifalhidrofobik yang rnungkin terdapat daJam dinding sel atau lumen (Haygreen danBovyyer (1989).

    Air berada dalam kaYll dapat berwujud gas (uap) maupun cairan yangmenempati rongga sel dan air terikat secara kir.:iawi di dalam dinding sel. Kayu segarsering didefinisikan sebagai kayu yang dil1ding sel serta rongga selnya jenuh denganair. KanGllilgan air ketika dinding sel jenuh air sedangkan rongga selnya tidak berisi,;ir dinamakan Kadar air titik jenuh serat (TJS). T S kayu rata-rata adalah 30 %, tapiur.tuk spesies dan potorgan kayu te::ientu TJS ini bervariasi (Anonymous, 1974).

    Brown t al (1952) menyatakan apabila kayu eenderung untuk tidakmelepaskan maupun menyerap air dan udara di seidtarnya maka kayu tersebut beradadalam kandungan air ke::;etimbangan. Kandunghan air keselimbangan berada di bawahTJS dan dipengaruhi oleh keadaan lingk Jngan dimana kayu itu digunakan terutamaoleh suhu dan kelembatan relatif. Selanjutnya Oey Djoen Seng (1964) menegaskanbahwa besarnya Kadar air kering udara tergantung dari keadaan ikIim setempat, diIndonesia berkisar antara 12'10 sampai 20% dan di Bogar sekitar 15%.

    8

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    16/65

    Bambu memiliki sifat higrokopis 5ama seperti pada kayu, yaitu sifat dapatrnenyerap dan melepaskan air tergantung pada kondi5i lingkungan sekitar (Faisal,1998). Titik jenuh serat (TJS bambu adalah 20 - 30 %, bambu yang muda (belumde\vasa) cenderung h:hilangan air lebih cepat daripada bambu dewasa tetapimel11butuhkan w k ~ u yang k ih lama untuk mtllgering sem purna karena kadar airpermukaannya tinggi (Yus, 1967 dalam Helmi, 2001). Menurut Haygreen danBowyer (19R2) mendeftnisikan kadar air sebagai berat air yang terdapat di dalamkayu yang dinyatakar. dalarr: persen terhadap berat kering tanur. Kadar air bambubervariasi berdasarkan ketinggian, umur bambu dan musim (Siopongco danMunandar, 1987 dalam Helmi, 2001).

    b. Kerapatan dan Berat JenisKerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan persatuan volume

    (Haygreen dan Bowyer, 1989). Sedangkan be rat jenis dideftnisikan sebagaiperbanding8. 1 Gntara kerapatan ~ t a s dasar berat keri'lg; tanur) dengan kerapatan bendastandar, air pada suhu 4 C kerapatan 1 g/cr.? atau 1000 kg/m3 (Haygreen danBowyer, 1989). Dalam satu spesies berat jenis kayu bervariasi b:1ik antar pohonmaupnn di dalam satu pohon. Dalam satu pohon berat jenis kayu bervariasi, padasumbu l o n g i ~ u d i n a I umumnya berat jenis berkurang da;i arah pangkal ke tengahbatang lalu bertambah besar lagi ke arah pucuk (Tsoumis, 1991).

    Berat kayu bervariasi diantara berbagaijer,i

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    17/65

    Indonesia dibagi ke dalam lima kelas yang ditetapkan menurut beratjenisnya denganmetode klasifikasi seperti yang tercantum dalam Tabel 1 yang menunj ukkanhubungan berat jenis dengan keteguhan lentur dan kekuatan tekan (DEN BERGER,1923 dalam Martawijaya, 1981).Tabel 1.1. Keias Kuat Kayur-::-: Tegangar T e k a ~ ~ u t l a k jerat Jenis Tegangan Lentur MutlaklKelas Kuat

    2(kg/m2) ( Iglm )> 0,90 > 6501100

    II 0,60 - 0,90 725 - 1100 4:25 650 =j0,40 - 0,60 500 725 300 425 I

    IV '-0-,30 - 0,40 21 5 - 30060 - 500- < 0,30

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    18/65

    Dalam sistcm taksonomi bambu tennasuk dalam famili rumput-rumputan (Graminae)dan masih berkerabat dekat dengan tebu dan padi. Tanaman bambu dimasukkandalam kelompok bambusoideae. Bambu biasanya memiliki batang yang beriubang,akar yang kompleks, daun berbentuk pedang, dan pelepah yang menonje (DarnsfeJddan \Vidiaia, 19(5). S:5te: taksonomi untuk bambu tali atau bambu apus adalah:

    Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Klas : Monokoti ledon Ordo : Graminales Famili : Graminae Subfamili : Bambusoidp.ae Genus : Gigantochloa Spesies : Gigantochloa apus (BL ex Schult.f.)Kurz.

    Yap (1967) menyatakan bahwa bambu a;: alah suatu rumput yang tak t e r h i n g ~ aPereunial gmss dengan batang yang berkayu. Menurut Liese (1980) batang bambu

    terdiri atas bagian buku node) dan bagian ruas internode). Jaringaii bambu terdiriatas 50 sel-sel parenkim, 40% serat skelerenkim, dan 10% pori sel pembuluh.Gugus vascular il l kaya akan buluh-buluh, serat-serat berdinding tebal; dan pipa-pipaayakan. Pergerakan air melalui buluh-buluh, seoangkan serat akan memberikankekuatm pada bambu. Bambu tidak m e ~ n i l t k i sel-sel radial seperti sel jari-jari padakayu. Pad a bagian ruas orientasi sel adalah aksial. Bambu ditutu Ji oleh lapisank u t l ~ a . a yang keras pada sisi luar dan dalamnya.

    Nilai keteguhan lentur bambu rata-rata adalah 8,40 N/mr} dan modulu:,~ I a s t i s i t a s sebesar 2 x 103 N/mm 2 Kekuatan geser barr.bu ;ata-rata cukup rendahyaitu 0,23 N/mm2 pad1 pembebana 1 jallgk;:; pende:k d1n 0, I 0 N/mm2 padapembebananjangi-a panjang (6 - 12 b ~ I a n ) . Untuk kekuatan tarik :;ejajar serat cukuptinggi yaitu sebesar 20 30 N/mm 2 ldds et. al. (1980) menyatakan bahwa Khususuntuk bambu tali memiliki kekuatan Ientur 502,3 - ]240,3 kg/cm2, modulus elastisitaslcntur 57.515 - 121.334 kg m2, keteguhan tarik 1.231 - 2.859 kglcm2 dan keteguhantekan 505,3 - 521,3 kg/cm2 Sifat mekanis bameu tali tanpa buku lebih besardibandingkan dengan bambu tali dengan bUkunya.

    ] 1

    http:///reader/full/Bambusoidp.aehttp:///reader/full/Bambusoidp.ae
  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    19/65

    III. METO OLOGI PENELITIAN

    A. Tcmpat dan Waktu PcnelitianKegbtan pembuatan contoh uji dan penelitian dilakukan di Laboratorium

    Kayu ~ ~ , I i j Jan Laboratorium Kl'teknikan Kayu, Departemen Hasil Hutan, FakultasKehutanan, Institut Pertanian Bogar. Penelitian dilaksanakan pad a bulan Juli sampaibulan September 2005.

    B Bahan Dan AlatBahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga jenis kayu yaitu

    kayu mangium Acacia mangium Willd), kayu sengon Paraseriantlles fa/cataria L.Nielsen) dan kayu rasamala Altingia excelsa Noronha) untul\: penelitian "PengaruhDimensi Terhadap Kecepatan Gelombang Ultrasonik Pad a 3 Jenis Kayu"; dan jeniskayu kayu durian Durio zibethinus Murr), kempas Koompassia malaccensis Maing),ka:;u mangium Acacia mangfum Willd), rasamala Aitingia excelsa Noronha),sengon Paraserianthes falcataria L.) Nielsen) dan tusam Pinus merkusii Junghuhn& de Vriese) untuk pellelitian berjudul "Kecepatan Rambatan Gel()mbang danKeteguhan Lentur Statis Pada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa Jenis Kayu".

    S e m ~ n t a r a itu bahan penelitinn berupa bambu tali Gigantochloa apus BL ex(Schult.f.) Kurz, Kayu lapis plywood), dan perekat epoxy untuk peneliti:m yangberjudul "Pt'ngujian Sifat Mekanis Panel Slruktural dari Kombinasi Bambu TaliGigantochloa apus (Bl. ex. Schult. F) Kurz) dan Kayu Lapis".

    Alat yang digunakan dalam penelitian ini ad;:i1ah sebagai berikut :.) Alat uji non destruktif merk Sylvatest-Duo2) Alat uji des ;l ktifUTM merk Instron (alat uji mekanis)3) Bo: listrik dengan n ~ t a bor diameter 5 mm .Intuk mctubang: kecua UjtlOg

    contoh uji4) Kaliper untuk mengukur dimensi contoh uji5) Gergaji bundar circular saw) untuk lnemotong kayu (membuat sampel)6) Oven untuk mengeringkan contoh uj i sampai Kadar air tertentu7) Desikator alat kedap udara sebagai t ~ m p t penyimpanan contoh uji setelah

    dioven (pengkondisian contoh uji)8) Timbangan untuk menimbang berat contoh uji

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    20/65

    9) Mesin serut dan ampelas untuk menghaluskan pcrmukaan contoh uji10) Moisture meter u ntuk mengu kur kadar air contoh uj iI I Bak untuk merendam eontoh uji12) Alat tuIis menulis untuk meneatat data hasil penelitian.

    C IVlctodc PenelitianPCllclitian 1: PcugarLih Dim-.;nsi Tcrhadap Kecepatan Gelombang UltrasonikPad j Jpnis Kayu1 Pcrsiapan contoh uji

    Contoh uji yang digunakan adalah jenis kayu mangium Acacia mangiufII\Villd), kayu sengon Paraserianthesfalcataria L.) j,ielsen) dan KaYli RasamalaAllingia excelsa Noronha) dengan kondisi kadar air (KA) kering lIdara yaitu

    berkisar aniara 15-18%.2. Pcmbuatan Contoh Uji

    Contoh uji yang diguliakan dalam pencHtia 1 ini terdiri dari 2 kategoriI?enguj ian, yaitu eontoh uj i dengan panjang tetap dengan lIkuran penampangmelintang Cross Section) beragam dan llkuran penampang melintang tetapdengan panjang berapm. Untuk pengujian panjang tetap dan penampangmelintang beragam, semua contoh uji berukuran panjang (L) 30 em den gailukuran penampang meiintang terdiri dari ratio antara base b) dengan height h) 1,3, 5, 7, 9 dan 11 dima'1 l dimensi t;:rbesar berukllran b= 8 em dengan h g em(Gambar 1). Sedangkan untuk pengujian penampang melintang tetap denganpanjang beragam, eontohuji tcrdiri dari 2 penampang melintang (a) beruku:-an(2x2) em dan (4x4) em dengan panjang (L) masing-masing 20 em, 40 em, 60 em,80 em dan 100 em (Gam bar 2). Untuk masing-masing perlakuan dilakukanulangan sebanyak 5 kali. Pengujiarl sifat fisis meliputi kerapatan, bcrat jenis (DJ)dan kadar air (KA) yang dilakukan pada setiap jenis kf Yu. Auapun bentuk eontohuji adaiah sebagai berikut :

    13

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    21/65

    Arahpcngurar.gandimensi

    L

    / ~ 7 1 / /. / ~ .dlll1enSI / / / C ~ = 7 /I . L

    I c:=:=f a~ , - . ,b a

    Gambarm L C ~ panjangtetap, Gambar1II.2.CUpenampangmelintangr ~ : 1 a m p a n g melintang tetap,panjangberagamb

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    22/65

    BJ BKTVKUDimana: BJ =BeratJenis(g/cm3)

    BKT BeratKeringTanur(g)VKU =V8lumeKeringUdara (em 3)

    KadarA;r(KA)Contoh uji ditimbang untukmeligelai-wi !:k:rat awal. Contoh uji dim2.sukkankedalal"1 ovendengan!'uiw i032)oCselama24jamhinggaberatnyakonstankemudian ditimbang untuk menentukan berat kering tanur. Besarnya nilaikudarairdapatdihitungdenganpersamaan:

    KA ' BB-BKTBKT xIOO%I)imana: KA =KadarAir(%)

    BKT BeratKeringTanur(g)

    b) Pengujian Kecepalan Rambalan Gelombang UllrasonikPengujian kecepatan rambatan gelombang ultrasonik dilakukan terhadap

    seluruh bentukcontoil uji. Pengujian ini dilekukan dengan menggunakanalat ujinon destru,,"tifmetode ,;elombang ultrasonik merk Sylvalesl Duo f> 22 Khz),dengan eara memasang transduser akseleror.1eter pada kedua ujung contoh ujiyang sudah dilubangi sedalam 2em dengan diameter 5mm. Nilai yangdapatdibaca pada alat dari pengujian tersebut adalah waktu tempuh gelornbang yangrligunakan untuk menentukan kecepatan rarnbat.:::n geJnrnbang uftrasonik denganrurnus:

    dVI xl0 4IDimana: Vt Kecepatan perarnbatangelornbangultrasonic(m/s)

    d Selisihjarakantartransduser(crn)=Waktutempuhgelornbang(mikrosekon)

    4. AnalisisData1. Analisis statistik sederhana berupa "nilai rata-rata dari setiap pengujian.

    Selanjutnyadata tersebutdideskripsikandalambentuktabeldan gambar.

    ...

    15

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    23/65

    2. Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalahRancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial. Model umum rancangan percobaanyang digunakan sebagai berikut :o. Pengujian panjang telap penampang melintang beragam

    V ij = Jl A i ijD;mana:Vij = Nilai pengan.atan pad a perlakuar: tar2.f kc-i faktor penampang meiimangpada ulangan ke-j.j l = Nilai tengah pengamatanAi pengaruh f&ktt!!"penampan; meEnt:mgCij = Nilai galat pcrcobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintang

    pada ulangan ke-j= 1,2, ... t t banyaknya tilrafperlakuan

    J 1,2, , .ri Ii banYflknya ulangan pdda perlakuan ke-i

    b. Pengujian panjang beragam penampang melinlang lelapYijk= Jl Ai Bj ABij ijk

    Dimana:Y i)!; Nilai pengamatan pada perlakuan taraf ke-: faktor ukuran penampang

    melintang pada taraf ke i faktor panjang padaulangan ke-k

    l = Nilai tengah pengamatanAi Nilai pengaruh faktor penampang melintang pada taraf ke-iBJ= Nilai pCllgaruh [aktor panjang pada tarafke-j

    \Bij== Nilai pengaruh interaksi faktor ukuran penampang melintang padat a r i l f k ~ i dan faktor panjang pad a taraf kt:-j

    Cijk= Nilai galat percobaan tarafke-i faktor ukuran penampang melintangdan tarafke-j faktor panjang pada ulangan ke-k

    = 1,2, .,.t t = banyaknya taraf perlakuanj J,2, ...ri ri= banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i

    16

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    24/65

    3. Untuk mengetahui pengaruh yang berbeda dari setiap perlakuan maka dilakukanuji lanjut Tukey HSD sedangkan untuk pengolahan data dilakukan denganmenggunakan program SPSS ]j O/or Windows

    Penclitian 2: Kccepatan Rambatan Geiombang dan e ~ e g u h a n Lcnlur StatisPada Dcrbagai Kondisi Kadar Air Bcberapa Jcnis Kayu1. Pcrsiapan Confoh TJji

    C o n t o l ~ uj ~ e c n a m jenis kayu tersebut di atas merupakan kayu yang berasaldari pasaran.Contoh uji yang dibuat mengacu pada standar Inggris untuk contoh kayubebas cacat (BS 373 : 1957). Sifat mekanis yang diuji adalah MOE dan MOR,sementara sifat fisis yang diuji adalah kadar air, beratjenis, dan kerapatan.

    Bentuk dan ukuran contoh uji adalah sebagai berikut :Contoh uji diambil dad balok yang berukuran 2x2x35 cm3 kemudian dipotongmenjadi ukuran 2 x 2 : ~ 3 0 cm} untuk pengujian kecepatan rambatan gelombang danketeguhan lentur st:-:.tis pada berbagai kondisi kadar air (setiap perubahan kadar air)dan 2x2x4 cm) untuk pengujian KA, BJ dan kerapatan. Selain itu, contoh uji KA, BJdan kerapatan diambil dari ccntoh uji keteguhan lentur statis (2x2x30) cm) dekatbagian yang mengaiami kerusakan. Contoh uji KA, BJ, dan kerap

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    25/65

    kering oven (KO). Penyeragaman kondisi Kadar air awal dilakukan dengan caraperendaman contoh uji selama 3 x 24 jam.

    Dari kondisi kadar air basah kemudian contoh uji dikeringkan secara alamidalam ruangan sampai mencapai kadar air TJS dan kadar air kering udara. Contoh ujimencapai kondisi TJS dan k':r ng uJala dapt diketahui melalui BKT target yangingin dicapai sehingga bisa ditentukan waktu pelaksanaan pengujian. Dari kondisiker:n; udara comoh uji kemudian dioven dengan suhu 103 20 C selama 2 x 24jam atat sampai diperoleh be rat konstan (kondisi kering tanur). Pad a setiap penurunankadar air dari KA basah, KA titik jenuh serat (TJS), KA kering udara, d:m i

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    26/65

    Pengujian menggunakan metode gelombang ultarasonik dilakukan dengan earamenempatkan buah transduser piezo elektrik yang terdiri dad tranduser pengirimstart accelerometer) dan tranduser penerima slop accelerometer) pada kedua ujung

    eontoh uji setelah dilakukan pelubangan berdiameter 5 mm sedalam em.Informasi dari pembacaan alat berupa kecepatan rambatan gelombane yang diperolehuari nanjang gelomb"lng dan waktu tempuh gelvmbang. MenulUt Sandoz (1994)sepanjang sisi longitudinal, relasi antara keeepatan perambatan gelombang ultrasonikdengan sifat elastisitas sam pel ditunjukkan oIeh persamaan

    dV x 10 4tMOE dinamis diperoleh berdasarkan fungsi persamaan :2

    MOEdL= gDimana : MOEdL = modulus elastisitas dinamis pada arah longitudinal kg/em 2)

    v = keecpatan perambatan ge\ombang ultrasonik m/s)p = kerapatan (kg/m')g = konstanta gravitasi 9,81 m/s2)d selisihjarak antar transduser em)t = waktu tempuh gelombang J.ls)

    S: l vatest Duo

    Gambar IlIA. Pengukuran non destruktifmet0Je ultrasonik pad a contoh uji keteguhan entur statis

    3. Pengujian estruktifa. Keteguhan Lentur Stat isPengujian ini dilakukan setelah contoh uji diuji dengan pengujian non destruktif

    metode gelombang ultrasonik .. Pengujian dilakukan dengan memberikan bebantunggaI dengan alat uji mekanis merk lnstron pad a jarak sangga 28 em, tegak Juruskayu di tengah bentang contoh uji centre loading). Data yang diperoleh berupa be ban

    iiii iiiiiiii

    19

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    27/65

    dan def1eksi yang terjadi. Beban maksimum diperoleh sampai contoh uji mengalamikerusakan. Dari hasil pengujian ini dapat ditentukan besarnya modulus elastisitasslatls atau MOEs dan modulus patah stat s atau MORs

    Besarnya nilai Modulus o Elastisity (MOEs) dan Modulus o Rupture (MORs)dapat dihitLlng berdasarkan persamaan berikut :

    M,,10"- s _ MORs PL4 ~ y b l 2M2Dim2na:MOE, Modulus ofElasticity statis (kg/ cm2)MOR s Modulus ofRupture statis ( kg! cm 2)t: P Selisih bebanp Beban maksimum paada saat con[oh uji mengalami kerusakan (kg)L Panjc!1g ben tang (cm)b Lebar penampang contoh uji (cm)h Tebal penampang contoh uji (cm)

    t: y Defleksi karena bebail (cm)

    b. Pcngujian Sifat fisisPengujian sifat fisis meliputi kadar air, verat jenis, dan kerapatan dimana ukuran

    contoh uji (2x2x4) em 3 Contoh uji ini dimasuk!(an kc dalam oven pada tCiiiperaatur103 2 C seJama 2 x 24 j?m hingga beratnya konstan (be rat kering tanur). Berateontoh uji kering tanur ini kemudian ditimbang. Besarnya nilai kadar air, kerapatan,bentjenis dihitung berdasarkan persamaan:

    KA BB-BKT x 100%BKTBJ = K ~

    V]((J BKUherapatan VKU

    Dimana : KA = Kadai air (%)BA ;: Berat awal (gram)

    BKT = Berat kering tanur (gram)VKU Volume kering udara (em3)

    L

    20

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    28/65

    4. AnaIisis Data1. Analisis data secara sederhana dilakukan untuk rnenyelesaikan seeara deskriptif

    rncngenai :a. Perilaku beratjenis 8J) dan kerapatan terhadap perubahan kadar air (KA)b. Perilaku keeepatan rambatan gelomhang ultrasonik terhadar pClubz.han kadar

    air KA), dan('. Perilaku k e t e g ~ l h a n lentur statis terhadap perubahan kadar air (KA).

    2. Korelasi pengujian nondestruktif dan pengujian destruktifUntuk rnengetahui bentuk hubungan hasil pengujian nondestruktif dengan

    hasil pengujian destruktit (keteguhan lentu: statisJ eontoh keeil bebas cacat,digunakall persan:aan regresi linear sederhana.Bentuk umum persamaannya adalah :

    Y = a ~ XDimana : Y=peubah tak bebas (nilai dugaan)X = nilai peubah bebas

    a konstanta regresi= kemiringan/gradien

    Persamaan tersebut digunakan bagi korelasi parameter dalam kondisi kadar airkering udara, yait!.; :

    a. MORKU MOEsKub. MORKU MOEd ku

    Pengolah i data dilakukan menggunakan ball(uan prograrr. Microsoft Excel.

    Penditian 3: "PenguJian Sifar Mekanis Panel truktural dari Kombinasi BarnbuTali Gigal1focltloa apus (BI. ex. S c h u l ~ F) Kurz) dan Kayu Lapis"1. Pembuatar. d:;.n Pengujian Contoh Uji Sifat Fisis

    Contoh uji yang dibuat adalah untuk pengujian sifat fisis yang meliputi kadarair dan beratjenis dari bambu tali dan kayu lapis.a. Kadar AIr

    2

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    29/65

    Contohuji pengujiankadarairberukuran Ix1x2em yangdiambildaripangkal danbagiantengahbambu.Contohuji untuk kayu lapisdiambildaritepi dantengahkayu Japis berukuran2x2x0,5 em.

    Besarkadarairdihitungdenganmenggunakanrumus:(BB-BKT)KA= xl 00%BJ T .

    Dimana: K = Kadar Ir(%)BB = Beratbasah(gram)BKT =BeratKeringTanur(gram)

    Contoh uji ditimbanguntukmenentukanbe rat awal(BB),kemlldiancontohujidimasukkanovenpadatemperatur I032oC selama24 jamhinggakonstan(BKT).b. 3eratJenis(8J)

    Penentuan berat jenis bambu dan kayu lapis dengall eara membandingkanberat kering tanur eontoh uji dengan volumenya pada keadaan basah. Contoh ujiuntuk bcratjenismemilikispesifikasiyangsarnadengancontohuji kadarair.

    . Kerapa tan Bambu g /cmBeratJems = - 3Kerapa tan Benda Stan dar g /cmDimana:BKU =BeratKeringUdara(gram)

    VKU = VolumeBambuBasah(em3)c. Kerapatan

    Contoh uji llntuk kerapatan memiliki dimensi dan spesifikasi yang sarnadengan contoh uji berat jenis. Nilai kerapatan bahan dihitung rlenganmembandingkanberatkering udaradenganvolumekeringudaranya.

    BKUD -. VKUDimana :p Kerapo.tun (g/cm 3)-BKU=BeratKeringUdara(g)

    VKU =VolumeKeringUdara (cm 3)2.Pengujian Kecepatan elombang UItrasonik ambu

    Pengujian dilakukanterhadap bilah bambu pada bagian padatan.Pengukuranddakukan dengan menggunakan alat uji u-1trasonik "Sylva test Duo", Kecepatangelombangultrasonikdiperolehberdasarkanpersamaan

    22

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    30/65

    dV= xl0 4tSelanjutnya dapat ditentukan nilai kekakuan lentur bambu (MOE dinamis) yangdiperoleh berdasarkan rum:Js:

    2MOEd g

    Dimana : MOEd =:: modulus elastisitas dinam;s (b.glcm2)v =:: kecepalan perambatan gelombang ultrasonik (n-Js)p =:: kerapatan (kg/m 3)g =:: konstanta gravitasi (9,81 mls2d = seHsihjarak antar transduse{(cm)t = wa ,.1;u tempuh gelombang Ils)

    3. Pembuatan dan Pcngujian ontoh Uji Sifat MekanisProsedur pembuatan papan laminasi ini dapat dilihat dalam bagan berikut :

    Penyeleksian Bambu Penyeleksian ' I(diameter dan tebal plywoodinding buluh)I Il a r n b ~ d i k e r i r ~ I Plywood dipotong! udarakan sesuai ukuran

    1, Bambu aipotong !I sesuz.i k i an II III ~i (jambu diserut Pel ckatan papan>0 .sesWli ukuran laminasiI

    I Pengkondisianpapan laminasiPengekleman I JGambar IlLS. Proses pembuatan papan laminasi bambu dengan kayu lapis.23

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    31/65

    a Pengujian Keteguhan Lentur StatisPengujian untuk sifat mekanis dilakukan secara full scale dengan

    menggunakan universal testing machine (UTM) merek Instron. Pengujian sifatketeguhan lentur statis dilakukan dengan menggunakan UTM yang dimodifikasibentang dan pembebanannya. Pengujian ini unttlk menentukan besar mociuluselastisitas MOE) dan modulus patah (MOR). Pembebana'1 pa da jJengujian ini denganmetode pembebanan tiga titik third load point loadinf5). Data yang diperokh adaiahbeban sampai batas proporsi, .: dleksi, dan beban maksimum. Beban maksimumdiperoleh saat contoh uji mulai mengalami kerusakan permanen.

    LGambar IIl.6. Pengujian k t g u h ~ n Jentur statis.

    Perhitungari MO dail MOR ditentukan dengan menggunakan rumus :/ )pL3MOE 4,7bh3 l1yPLMOR bh

    Diman::: P Beban Patah (kg)l1P = Selisih BebanL Jarak Sangga (cm)l1y = Selisih Defleksi (cm)b Lebar Penampang (cm)r = Tinggi Penampang (cm)

    24

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    32/65

    4. A n \ /isis ataAnalisis secara dcskriptif dalam bentuk tabel dan g:>.mbar scrta statistik

    dilakukan tcrhadap setiap data yang dihasilkan dari pengujian contoh uji. Analisisyang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dl!11ana hanya melibatkansalu faktor dengan bebcrapa tiga taraf perlas.uan. Kcmudian dilanjutkan e n g ~ n ujiJanjut Duncan untuk mengetahui perlalwan yang ter1:Jaik.

    Persamaan umum RAL yang digunakan adr.lah :Yij ' + t j + cijDil11ana :Yij ::= Pengamatan padajarak ke-i dan ulangan ke-il Rataan umum

    t = Pengaruh jarak kc-icij Pengaruh acak (galat) padajarak ke-i ulangan ke-jj "" 2 3 ..

    25

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    33/65

    IV HASIL DAN PEMBAHASAN

    Pcnclitian 1: "Pcngaruh Dimcnsi Tcrhadap Kccepatan Gclombang UltrasonikPad a 3 Jcnis Kayu"

    A. Ukuran Panjang Tctap, Dimensi Pcnampang BcragamUkuran dimensi penampang yang digunakan terdiri ;jari ratio antara kbar

    base) dengan tebal height) 1,3, 5, 7, 9 dan 11. Pengujial1 dilakukan dad eontoh ujiberbentuk balok (Icbar = 8 cm, tebal = 8 cm) pada ratio 1 sampai dengan contoh ujiberbentuk papan (kbar = 8 cm, teb, . = 0,73 cm) pad" ratio II. Hasil p e r ~ u k u r a nkeeepatan rambatan gelombang ultrasonik ultrasonic wave propagation) untukcomoh uji dengan di:nensi penamp:mg beragam dan panjang tetap (L =30 em) dapatdiiil.at pada Tabel IV. I. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-ratakecepatan r a ~ l b a t a n gdo:nbang ultrasonik ui-.tuk ratio I sebesar 5194 mis, ratio 3sebesar 5343 mis, ratio 5 sebesar )334 mIs, ratio 7 sebesar 5282 mis, ratio 9 sebesar5196 m/s dan untllk ratio 11 sebesar 5243 m/s.Tabel IV. i Nilai rata-rata kecepatan gelombang pada dimensi penampang beragam;- -____ --"(p ....aTn.d...ia 30 cm) untuk 3 jenis kayu....sg2...t ~ t a L P L =Dimcnsi ,

    Penampang Ratio Kecepatan Gelombang (m/s)(em) Penampan!J 1 Rata-RataILebar I Teball a s a m ~ h\1angiumSengon(b) i (h2 IIi 8 I 8 J I 5533 51941 2,67 51049438 _ 3 5915 4908 5207! 8 \ ,60 5 I 5966 4837 51 8 1 1 : 1 4

    51n 5 H7 1804 5948 5094t---;; . 9 4691 I 5 St 5! 8 I 0,73 I: 8 I 0,8? 5771 4666 I 5292 IS ~ : ~ l 773Rangkui"l140 analisis peragam pada Tabel IV.2. menunjukkan bahwa tidak ada

    pengaruh yang cukup signifikan (u = 95%) dari modifikasi dimensi penampangdengan panjang tetap (L = 30 cm) terhadap keceratan ramb< tan gelombang ultrasonikpada kayu sen30n, mangium dan rasamala.

    http:///reader/full/diiil.athttp:///reader/full/diiil.at
  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    34/65

    Tabe I V 2 ~ R a n g k u m a n hasi analisis peragam 3 jenis kayu (a := 95 )enis Kayu\ lri bcl IF Ilitung-'

    . P 1------Se.l gon Mangium Rasamala0,878

    0,5111.5720.206

    1,4460,244

    Gambar IV. L menunjukkan keeenderungan nitai kecepatan rambatangelombang ultrasonik yang tidak teratur pada kayu sengon dan rasamala. Untuk kayusengon pada ratio I mengalami kenaikan yang signifikan sampai ratio 2 kemudianstabil hingga ratio 7, selanjutnya mengalami penurunan sampai ratio 9 dan stabilhingga ratio 11. Pada kayu ras;1mala dari ratio 1 hingga 2 m e l ~ a l a m i kenaikankemudian eenderung stabil sampai ratio 7 dan seJanjutnya naik sampai ratio 11.Scmentara itu, pada kayu mangium mengalami kceenderungan menurun dengansemakin meningkatnya ratio lebar base) dan iebal height). Hal ini sesllai denganpenelitian Dueur (1995) yang menf,gunakan kayu spruce l ntuk menentukan pengaruhdari modifikasi penampang melintang dengan panjang tetap terhadap kecepatangelombang ultrasonik, dimana hasilnya menunjukkan keeenderungan yang menurundengan bertambahnya ratio base dan height pada penampang. Dari penelitian terse butdiperoJeh nilai kceepatan gelombang m:.ksimum pada ratio 1 ke ratio 2 pada saatberbentuk balok dan nilai kecepatan gelombang minimum pada ratio 13 ke ratio 14pada ::aa t berbentuk papan.

    5900E 5700c: 5 5500EE 5300CJ9 5100c:roiil 4900c:g47QO

    45000 ? 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

    Gambar IV_I. Grafik keeepatan rata-rata gelombang pada dimensi penampangberagam panjang tetap pada 3 jenis kayu.

    27

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    35/65

    Bucur (1995) menyimpulkan bahwa modifikasi dimensi penampangmempengaruhi kecepatan gclombang pada arah longitudinal tetapi tidak berpengaruhpada arah radial dan tangensial. Dalam penelitian ini, pengujian seluruhnya dilakukanpad a arah longitudinal. Hasil yang menarik adalah ad&ilya kec-:::nderunganr'eninrk?ta:1 :':t>repatan gelombang ultrasonik pada awal pertal11bahan ratiopenampang untuk kayu sengon dan rasamala. Hal ini diduga karena adanya pengaruhcacat banyak muncul pad a permukaan contoh uji kedua kayu tersebut, dimana: ketikadilakukan pengurangan dimensi tebal pada awal pemotongan, cacat-cacat yang adalangsung tereliminasi atau secara tidak langsl'ng terhilangkan. Karena pemctongandimensi tebal berikutnya tidak seekstrim perhotongan awal, maka kecenderunganselanjutnya menurun secara stabi . Dari kegiqtz..n ini dapat Jisimpulkan bahwakecepatan gelombang ultrasonik sangat diflengaruhi oJeh adanya cacat yang muncul.

    Secara umum cacat yang dijumpai pada contoh uji berupa cacat bentukantara lain membusur (bowblg), pingul (wane), miring serat (slope), cacat badanberura matq kayu f...1101), rctak (chcc. cs), Jecah (shake) dan ubang serangga (pinhole). Untuk kayu sengon cacat cacat yang ditemui antara lain mata kayu, retak,pecall, lubang serangga dan sebagainya. Pada contoh uji jenis rasamala banyakditemui retak, pecah dan scdikit adanya mata kayu. SeJangkan untuk mangium iebihrelatif leb:h bersih dari cacat, tetupi masih ditemui sedikit mata kayu dan lubangserangga. Banyaknya retak dan pecah pada kayu rasamala ini diakibatkan kondisiawal kayu yang masih bzsah dar. kerr.udian langsung diberikan perlakuan pengeringanmenggunakan kipas angin (jan) untuk mempercepat laju pengeringan. Menurut McMillen (1958), retak dan pecah disebabkan atau timbui karena adanya penLifunankadar air pada permukaan kayu sampai pada titik rendah tertf'"ntu dan mengakibatkantimbulnya tegangan tarik maksimum tegak lurus serat yang cendel ung menyebabkrmterpi:'dimya serat-serat kayu dan Illeny.;:babkan cacat.

    Dalam pC:1elitian ini faktor-faktor cac.:.t tersebut dapat mempengaruhikecepatan rambatan gelombang 1Iitrasvnik pad a kayu. Menurut Diebold t al. (2002)dikatakan bahwa yu merupakan bahan yang tidak homogen, gelombang bunyicenderung ~ n t u menyebar pada bagian-bagian cacat, seperti mata kayu, retak, miringserat, kerapatan yang berbeda dan lain-1ail ., hal ini dipertegas Gerhads (1982) yangrnempelajari pengaruh mata kayu pad a tegangan gelorrlbang di sortimen kayu,mt'nernukan bahwa kecepatan gelombang akan menurur. 11lt'lcwati }lata kayu danmiring serat disekitar mata kayu. Goncalves dan Puccini (2001) membandingkan

    28

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    36/65

    antara kayu pinus terdapat mata kayu dengan bebas mata kayu, hasilnya menyebutkanbahwa kecepatan gelombang akan lebih lambat antara 6 - 20 % pada kayu yangmemiliki mala kayu. Sementara itu, Smith (1989) menyatakan bahwa nilai keeepatangeiombang ultrasonik akan berkurang sekitar 25 % pada kayu yang mtl1galal11ipClapukan.

    B. Ukuran Panjang Bcragam, Dimensi Penampang TetapPengujian dilakukan dari panjang awal 100 cm hingga panjang akhir 20 em.

    Untuk validitas hasil pengujian digunakan 2 dil11ensi penamj)ang yaitu (2 x 2) em dan(4 x 4) cm. Hasil pengujian kceepatan gelombang u l t r a s o n i ~ untuk eontoh uji denganl110difikasi panjang dengan dimensi penarr:pang tetap, dapat dilihat pada Tabel IV.3.Tabel IV.3. Nilai rata-rata keeepatan gelombang pda ukuran panjang beragam(dil11ensi penampang = (2 x 2) em dan (4 x 4) em) untuk 3 jenis kayu.r - -Dimensi _ Panjang . K e e e p ~ t a n Ge ombang ( m / ~ -~ e n a m r a n g e m ~ ) (em) Sengon I Mangium Rasamala II L - 2 0 6344 i 6449 5256

    I 40 5608 5237 5244I 2 x 2 / . 6 0- 5394 5029 49580 5 2 9 6 : 4977 493 7 II 100 5073 4840 4755H I- - - - - -+1--2-0--+--6- : : - :5- : 83: - - I 5521 5692I 40 5690 4676 5308II 4 x 4 60 5434 I 4629 5 8 ~I 1 80 5321 4620 5060 II 100 5290 I 4528 4931 I

    Dari hasH tersebut dapat diketahui bah ,va llilai keeepatan gelombang tertinggiuntuk penampang (2 x 2) em pada kayu sengon adalah pada panjang 20 em sebesar6344 m/s dan terendah pada panjang 100 em sebesar 5073 mis sementara itu padakayu mangiuill nilai tertinggi pada panj:::'1g, 20 em SI: 0esar 6449 m/s dan terendah padapanjang 100 em sebesar 4840 m/s sedangkan untuk kayu rasamala nibi terti:1ggi jugapad a panjang 20 em sebesar 5256 m/s dan terendah pada panjang 100 em sebesar4755 m/s. Untuk p.:nampang (4 x 4) em nilai yeeepatan gelombang tertinggi kayusengon pada panjang 20 em sebesar 6583 m/s dan terendah pada panjang 100 emsebesar 5290 mis untuk kayu mangium nilai tertinggi pada panjang 20 em sebesar5521 m/s dan terendah pada panjang 100 em sebesar 4528 mis sedangkan untuk kayurasamala nilai keeepatan tertinggi juga pada panjang 20 em sebesar 5692 m s danterendah juga pada panjang 100 em sebesar 4931 m/s. Dari dari data tersebut dapat

    29

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    37/65

    dikatakan bahwa niiai kecepatan tertinggi pada ketiga jenis kayu baik penampangberukuran (2 x 2) em maupun (4 x 4) em adalah pada panjang 20 em dan terendahpada panjang 100 em.

    Berdasarkan analisis peragam diketahui bahwa modifikasi panjang dengand i r Y ' \ e n ~ i penampung tetap pada kaytl sengon, rnal1g;um d?n rasamala memberikanpengaruh yang sangat nyata terhadap keeepatan rambatan gelombang ultrasonik (a =95%). W a ~ g d a (,-D02) p e r ' 3 ~ a kali meneatat bahwa dari eksperimennya diketahuikccepatan stres:; wave dapat dipengaruhi oleh ukuran dimensional dari material padapengujian sortimen kayu, salah satunya adalah dimensi panjang.

    r .abel IV.4. Rane:k hasil 3 ienis k ( 95 '~ ~ ~ r ~ ~ Q ~ ~ . . 0 - - - - - - - - - - - - - - ._- . . . - ,-- - - " -" , . Jcnis Kayu iVariabel Sengon Mangium I RasamalaF hitung P F hitung P I F hitung PPanjang 92,557 0,000 13,802 0,000 I 4.824 0,003 I..- - . 0,0 ]5Penampang I 6,463 15,976 0,000 I 3,335 I 0,075 ILebih lanjut Gambar IV.2 menunjukkan ket:tndcrungan nilai keeepatan

    gelombang yang semakin menurun dengan semakin bertambahnyr. ukuran panjangcontab ujL Berdas1rkan hasil ujl lanjut ukey HSD untuk kayu sengon pada panjang20 ~ m s: mpai 60 em kCl,.,epatan gelambang ultrasonik mengalami p?nUrUflrtn yangsignifikan (berbeda nyata) selanj utnya pada panjang 60 cm sampai 100 em penurunanyang t ~ r j a d i tidak signifikan (ticiak berbcda nyata). Pada byu mangit:m penurunan

    ~ t ' r : e p ; : : t a n ge/ombang ultrasonik yang signifikan (berbeda nyata) terjadi pada panjang20 em sampai 40 em, selanjlltnya dad panjang 40 em sampai 100 em penurllnan tidaks i g n i f i ] ~ a n (tidak berbeda nyata). Dan untuk kayu rasamala berdasarkan hasil uji lanjutpenurunan nilai keeepatan rambatan gf'jrlmbang ultrasonik dad panjang 20 em sampZ i100 em rdalah tidak signifiku 1 ( idak berbeda ll:,;::ta), tetapi jika diamat; dar; gambar 4dapat dilihat penurunan nilai keeepatan gelombang tertinggi adalah pada panjang 20en:. sampai 40 em dan selanjutnya menurun tetapi tidak terlalu signifikan atau riapatdikatakan eenderung lebih stabil. Penelitian Bueur (1995) menyebutkan bahv,:a nilaikeeepatan gelombang ultrasonik akan re atif stabil padii ratio panjang (L) dan ukuranpenampang (a x a); Lla 20 sampai 40. Selanjutnya penelitian Tulus (2000), padajaraktrasduser sekitar 70 em perambatan gelombang ultrasonik terlihat jauh lebih eepatdaripada jarak transduser sekitar 130 em, dalam penelitian ini dianggap jaraktrasduser dikategorikan sebagai panjang eontoh uji.

    30

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    38/65

    VI 6900 r - - - ~ - - - - - - ~ ~ - - - - ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Z ; ~ ~ ~ - - ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ - ~ 3 f : : ~ : 7 ~-E-;;; 6400 I . ' ; ' , ?> :e

    .C I j

    . .0 , ... - ; s' '\ 'E 59 I . . .. ._,;C< :

    C) 5400 ~ ~ ' : i - ' : : ' - ' ' : - - ' - . ~ ~ - - ~ ~ ~ ' # Z : 7 Z f ; ; ~ ~ ~ ~ : : : : : ~ : ' ; : = = = = : : A : - ' - ~ - : : lr::CIjCIja. 4900 I . Y- ;C .( )(l)

    :::sc

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    39/65

    5800 1 ... 5 7 { j 9 1 - - : - ; ~ ~ ~ - , - ; : :en 5600IOJ 5400 I - : - : - ~c(1l.0E 5 2 ~ 12o 5 0 0 0 ~c(1ln 4800c.(I)g 4600, ~

    4400 I _. . .'. ', , .. .,C 27 Sellgonj 0.66 Rasamala)

    erat enis

    Gambar IV.3. Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Gelombang Ultrasvnikpada 3 Jenis kayuHasii dari pt:ngujian sifat fisis disajikan pada Tabel IV.5, dimana diperoleh

    nilai terat jenis (BJ) rata-rata kayu sengon sebesar 0,27, kayu rasamala sebesar 0,66dan kayu mangium sebesar 0,78. N ai kerapatan rata-rata I

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    40/65

    1

    softwood (agathis dan pinus) yang menunjukkan bahwa tidak adanya pola hubungantertentu dari kerapatan atau berat jenis kayu terhadap kecepatan gelombangultrasonik. Kemudian Bueur dan Smith (1989) menyatakan bahwa kerapatan tidakmemberikan pengaruh yang ~ i g n i f i k a n terhadap keeepatan geiombang, tetapi

    m e m b e r i k ~ H 1 pangaruh kepada nilai MOEd dynamic : : ~ d : : l u s elaslicif 1. KeL:ep::ttai1;elombang ultrasonik dipengaruhi jc:nis byu, kadar air, temperatur dan arah bidangr::ll'1uatan (radicl, tangensial dan longitudinal). F a k t o r - f a ~ t o r lain yang dapat

    m ~ m p e n g r u h i p e r m b ~ t n gelombang ultrasoni:-' pad a kayu adalah sifat fisis darisubstrat, kankteristik geometris jenis terse but (makro dan mikrostruktur) dan

    ~ r o s e d u r per.ggt''laan saat dilakukan pengukuran (frekuensi dan scnsitivitas daritrasduser, ukurannya, posisi dan karakteristik dinamis dari peralatan) (Oliviera, 2002)

    Penclitian 2: Keccpatan Rambatan Gelombang dan Ketcguhan Lentur StatisPada Berbagai Kondisi Kadar Air Beberapa lcnis Kayu

    A. Sifat Fisis KayuKecepatan rambatdn gelombang ultrasonik pada ke enam jenis kayu terserbut

    berubah seiring der.gan perubahan/perbedaan sifat fisis kayu (kadar air, berat jenis,dan keraptan).1. Pengaruh Kadar Air tcrhadap Kecepatan Rambatan Gelombang Ultrasonik

    Brown et al., (1952), Haygreen dan BoW) er (1 (89) mendefinisikan kadar airhyu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persenterhadap ber,, t kering tan urnya. rada peneiitian ini dilakukan pengujian keeepatanrambatan gdombang p;'-lda kondisi KA basah, KA TJS, KA kering udara, dan KAkering ,dnur enam jenis kayli. ~ , i d o n e s i a . Kadar air dan kecepatan gelombangultrasonik dapat dilihat p?da Tabel IV.6 .

    33

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    41/65

    Tabel IY.6. Kecepatan Rambatan Gelombang (v) Pad a Berbagai Kondisi Kadar AirI len;s Kayu I Kond;s; Basah Kondisi BKTondisi TJS Kondisi KU~ - ~ v( ) (I;S)

    v v K(mts) (m/s) m/s%)%) (%)I I. Sengon 236.50 3103 6233t2. Mangium 105.45 4427 29.77 1.19775 17.52 5903 6521l3. Durian

    21.69 6\09 15.82 6516 ~ ~131.13 3747 2723 I 5408 14.11 5691/0.90t-S572I 4.Pinus(SW) 68]08.91 4636 I 26.12 6059 13.56 I 6 8 5 ~ t t J 5~ a s a m a l a I 48.30 - 4()

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    42/65

    kering udara relatif seragam pada semua jenis k ~ y u yaitu berkisar antara 14.02% 17.52% pada sengon. Haygreen dan Bowyer (1989) mengemukakan bahwa meskipunada variabilitas dalam sifat-sifat penyerapan air diantara spesies namun dianggapbahwa semua jenis kayu mencapai KA kesetimbanga 1 yang relatif sarna dan nilainyaselalu di b ~ w h nilai KA TJS.

    KaYIl bellar-benar kehilangan air iika cipanaskan p a d ~ suhu lebih dari 100 C.Pemanasan krmal menyebabk 111 air y;::ng te,kandung pada rongga sel dan dinding seJ

    m e n g a l a l : ~ i pergerakan keluar kayu, sehingga yang terkandung dalam kayu hanya zatkayuny;; saja. Namun demikian kandungan air dalam kayu tidak benar hilang secarakeselur:.Jhan. Setelah dipaliaskan masih mengandung air I % dan telah mencapaiberat konstan (Haygreen dan Bowyer, i 989}.Dalam penelitian ini nilai rata-rata kadarair pada kondisi kering tantl " pada semua jenis kayu relatif serag?m yaitu berkisar0.58 % pada kempas sampai 1.94 % pada mangium. Kecepatan rambatan gelombangpada berbagai kondisi kadar dapat dilihat pada Gambar IV.3. di bawah ini.

    Hubungan K9dar Air Oengan Kecepatan Gelombang Ultrasonik

    1 ~ ~ :'-sengon i-Mang i L :m it!___ Durian I :I'l-P nus ib. Rasamala [- K em p a s i--------'1I

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 IKadar Air ( ) I~

    Gambar IV.3. Hubungan Kadar air dengan Ker'?patan Gelombang Ultrasonik,.(Jambar di atas me 1unjukKan bahwa pada ke enRTYi jenis kayu. (Sengon, Mangium,

    87f 6J321

    0

    5 ,

    udan, Pinu

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    43/65

    (kecepatan menurun dari kondisi BKT ke kondisi basah). Hal ini sesuai denganpenelitian-penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Van Dyk dan Robert (2004),Wang el al. 2002) dan Kabir t af. 1997).

    Mer.urut Wang t al., (2003) kecepatan gelombang ultrasonik yang meramba!melalalui kayu meningkat denghn penurunan ka?ar :::ir dari keaadaan titik jenuh seratke keadaan kering oven, baik untuk spesimen il)ngitudinal maurun radi::ti. Walaupundemikian, pengaruh kadar a;r terhadap kecepatan ramabatan gelQmbang ultrasonikberbeda untuk keadaan di bawah dan di atas titik jenuh serat. Kecepatan gelombangultarasonik hanya bervariasi sedikit dengan penurunan kadar air di atas titik jenuhsera , tetapi untuk kadar air dibawah titikjenuh serat kecepatan rambatan gdombar:gultrasOilik lebih besar.

    Elucur (1995) menyatakan bahwa ada bebe,apa hal yang mempengaruhik ~ c e p t n kecepatan perambatan gelombang ultrasonik antara iain mata kayu, kadarair dan kemiringan serat. Sakai dan CoWork diacu dalam Bueur (1995) meny

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    44/65

    TabeIIV.7. Keceeatan Rambatan Gelomb:::.ao Pada kondisi Kadar Air UdaraI Jenis Ka ur-tl.Se;gon2. a n g ~ m___ __ 15,823. Durian 14, IIL 4. Pinus (SW2 13,56L .. 5. RasamaJa 14,11r Kempas 14.....

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    45/65

    meningkat dengan peningkatan kerapatan. Kayu merupakan material anisotropik.Hubungan antara kerapatan dan kecepatan rambatan gelombang 1Iitrasonik berbedapada spesimen longitudinal dan radial. Pada spesimen radial, gelombang ultrasonikmerambat melalui sel-sel j2;i-jari, sedangkan pada spesimen longitudinal gelombangultrasonik merambat melalui sel-sel aksial. Perbedaan kec.::ratan rambatan gehmbangullrasonik pada arah radial dan longitudinal ciipengaruh: oleh jenis sei G a ~ i j a r i danaksia ), struktur cincin kayu Garak dan kerapatan kr.yu awa[ dan kayu ahir), dankarakteristik sel-sel struktural (sifat, volume fraksi, panjang, bentuk, ukllran danpengaturan sel).

    Kecepatan rambatan gelombang pada Pinus paling tinggi (6856 O1/s dintarajenis ya: g lain diduga karena Pinus O1erupakan jenis konifer yang memiliki strkturkayu yang seragam (homogen). Menurut Watanabe (2002) diacu d;::lam Wang l al.(2003) b:::hw3 struktur so/wood yang kontinills dan seragam, yang disusun olehelemen-elemen anatomis yang panjang memberikan nilai akustik konstan yang tinggi.

    Sementara itu pada henis kayu hardwood, kecepatan rambatan gelombangterce pat adalah kayu mangium sebesar 6516 m/s. Hasil ini tidak jauh berbeda denganhasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Karlinasari et al. (2005) dimanakeceratan rambatan gelombang pada hyu mangium 6213 m/s.

    B. Sif;:;t Mekanis1. Kekakuan Len ur Dinamis (MOEd pada BeriJagai K o n d i ~ i Kadar Air

    Kekakuan lentur dinamis (ivtOEd pad a ke enam jenis kayu pada berbagaikondisi kadar air dapat dilihat pada Gambar IV.5.

    38

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    46/65

    MOEd Pada Berbagai Kondisi Kadar Air400000 T - - - ~ - - -

    iCl Kondisi BasahW ~ ~ ~ ~ ~ ~ = . i = - = = - ~ _ ~ = - - - ~ I i ~ : . . - ~ . -n 250000 t------- - i - : io KondisiTJSflO ...u 200000 . - - - ~ - - . . , : -: i llll Kondisi KUIE 150000 i-- : :j- - - I - : I .LIllI_t\.0ndls,BKT100000 T.::ElIlI , . . ~ ; -5 0 0 0 ~ 1 ~ ~ : ; -: : ~ :

    zf . ~ '"" . ,(:' c : ; ' ~ ' ;

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    47/65

    MOEs Pada Berbagai Kondisi Kadar Air160000140000

    r}< - . ~ ~~ r ; < : ",Cf, 0

    ; ~ J l

    ll? . c . . ~ .i; lt q 0

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    48/65

    ~ -- ~ ~ ~ ~ . -

    MOR Pada 8erbagai Kondisi Kadar Air20001800 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - - - - - ~ 1600 - r - - - - : - - - - - - - lE 1400 ' 10 Kondosi 8asah i

    . :.' 1200 10 KondisiTJS:2 10001 00 -- J0 Kondisi KUa:: 600 - -- --mr----: : I lI Kondis i BKT...-.-... 400200o

    1 : d1 f l t ~ ~ ~ ~ ' : f l t ~ ( { ~ . ,cf .a; v ,:,'" ~ ' .Ie;,,- q "Jenis Kayu

    Gambar1V.7. MOR pada 8erbagai Kondisi Kadar AirGamabr rV.7 menunjukkah bahwa pada keenam jenis i...ayu tersebut di atas

    kekuatan lentur patah (MOR) semakin meningkat dengan menurunnya Kadar air. Halini menandakan bahwa dengan selmkin l11enurunnya Kadar air di bawah TJS kekutankayu semakin kuat. Modulus elastisitas (MOE) '1cmpunyai hubungall yang sangaterat dengan nilai kerapatan, sementara modulus patah (MOK) lebih dipengaruhi olehnilai berat jenis. Pene!itiannya pada contoh kecil bebas cacat menyimpulkan bahwakerapatan, IJerat jenis dan persentase volume serat merup2kan peubah yangmemegang pe:-anan sebugJi indikator sifat mekanis. Hal ini sesuai dengan Wangaard(1950) yang menyebutkan nilai kerapatan density) dan berat jenis spesific gravity)termasuk sebagai faktor non cacat yang dapat mempengaruhi kekuatan kayu. MenurutHaygreen dan Bowyer (1989) semakin tinggi berat jenis kayu maka semakin ban yakzat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel terse but. Karen(lkekuatan kayu terletak pada dinding sel, maka semakin tebal dinding sel setnakin kuatkayu tersebut. Namun menurut Panshin dan de Zeeuw (1970), kekuatan kayu yangmempunyai berat jenis yang lebih besar, tidak muiiak mempunyai kekuatan yanglebih besar pula, karena kekuat:m byu juga i ~ e n t u k a n oleh kGmponen kimia kayu

    -yang ada di dalam dinding seI.4 MOEd dan MOEs pad a Kondisi Kadar Air Kcring Udara

    MOEd dan MOs pada Kondisi Kadar Air Kering Udara dapat dilihat padaGambar IV.S di bawah ini :

    41

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    49/65

    MO d dan MO s Pada t\ndisi Kering Udara350000

    N 3000005 250000~ 200000 Cl r.. OE:dJ 15::JGJO 9 I\IOEs:x::U 100000

    50000a~ ~ , Jt"" bQV c f:? b

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    50/65

    ,

    tingkah lakunya serupa dengan vis ois /iqllid Tingkah laku ini bisa dilihat pada ujibending statis (jangka waktu lama) daripada uji ultrasonik. Dengan demikian MOEdinamis yang didapat oleh metode u JrasOlmd biasanya lebih tesar daripada yangdidapatkan pada defleksi stat is (MOEs).C. H u b u n g ~ n anta:' K e ~ L g u h a n Lentur 3tatis (MOEs) dan Keteguhan Lcntur

    Dinamis (l\lOEd) dengan Tcgangan P.ltah (MOR)Fiasil pcnelitian hubungan antara nilai kekakuan lentur statis (MOEs) dan

    kekakllan lentur dinamis (MOEd) dengan kekllatan lentur patah (MOR) terdapat padaTabel IV.S. untuk mengetahui hubungan MOEs dan MOEd dengan MOP. perludilakukan uji statistik melalui regresi linear sedehana. Selanjutnya persamaan yangdihasilkan dapat digunillzui1 sebagai dris

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    51/65

    HasH pene itian pada Tabe IV.8 di atas menunjukkan hubungan antara MOEsdan MOEd dengan MOR. Hubungan MOEs dan MOR pada kayu sengon, durian,pinus, rasamala, dan kempas sangat tinggi. Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r)dan koefisien deteml ::aS (R2) tinggi )'::Iitu Secarz baurutan 0.97 dan 0.94, 0.99 dan0.98,0.80dan 0.65,0.98dan 0.97, 0.84 dan 0.71. Hal ini menunjukkan balm'a MOEspada ke ima ~ ~ y u tersebut baik untuk menduga MOR Sedangkan pada kayumangium hubungan MOEs dan MOR sangat rendah dengan nilai kolerasi (r) dankoetlsien determin2si 0.22 dan 0.05. Hal ini menunjukkan bahwa MOEs pada kayumangium .kurang baik untuk menduga MOR. Pada uji keragaman berdasarkanprobabilitas bahwa koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon,durian, dan rasamala berurutan 0.006, 0.001, 0.003 atau lebih kecil dari 0.05,sehingga dengan demikian koefisie regrcsi signifikan. Sedangkan pada jenis kayumangium, pinus dan kempas tidak signifikan. Koefisien yang tinggi antam moduluselastisitas dan keteguhan patah sesuai dengan penelitiann sebcelumnya yangdilakukan oleh Surjokusumo (1977) diacu dalam Gino;;a yang menyaL'.kan bahwamodulus elastisitas merupakan sabih satu indikator yang mempunyai korelasi tipggidalam hubu lg3.nnya dengan keteguhan patah. Dinyatakan pula bahwa disampingmudah mengukurnya, indikator ini sangat peka terhadap adanya cacat pada sepoiongbalok k lyu seperti mata kayu, serat miring, kayu rapuh, dall sebagair:ya. Denganadanya keeratan hubungan yang tinggi antar sifat mekanls terse but maka moduluselasi.isitas M O E ~ dapat digunakan untuk menduga keteguhan patah (MOR).

    Hubungan MOSd dan MOR pada kayu seng0n dan rasamala sangat tinggi.Pada hubungan tersebut nilai kolerasi (r) dan koefisien determinasi (R') tinggi yaituset .All3. berumtan 0.97 dan 0.94 dan 0.87 dan 0.77. Hal ini menunjukkan bahwa MOEd:pada kedua kayu tersebut baik untuk menduga MOR. Sedangkan p d ~ keempat byulainnya hubungan MOEd dan MOR sangat rendah d e n ~ n nilai kolerasi (r) dantoefisien determinasi rendah, sehingga MOEd pada pada kempat kayu yang lainkunmg baik u n ~ u k menduga MOR. Pada uji kcragaman berdasarkan probabilitasb hw koefisien regresi dengan tingkat signifikansi pada kayu sengon dan rasamala

    0.006 dan 0.05 atau lebih kecil dari 0.05, sehingga dengan demikian~ k o e f i s i e n regresi signifikan. Hal ini cukup berbeda dengan hasi peneiitian Karllna

    et al. (2005) dimana hubungan signifikansi a 0.05) MOEd dan MOR signifikanjenis kayu sengon, mangium, dan pinus. Namun dalam hal ini jumlah sampe\

    41

    http:///reader/full/0.98,0.80http:///reader/full/0.65,0.98http:///reader/full/0.98,0.80http:///reader/full/0.65,0.98
  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    52/65

    berbeda, dalam penelitian ini hanya menggunakan lima sampel untuk setiap perlakliankadar air pada masing-masingjenis kayu. Halabe et al. (1995) diacu dalam Oliviera etal. (2002) menghasilkan koefisien determinasi yang rendah untuk regresi antara MORdan MOEd untuk jenis southern pine. Nilai r yang rendah juga berkaitan den:;anfllkta bahwa tegangan yang Jimasukkan dalam layu sallgat sedi:-'it, yaitu untukpenguKuiar. dina;r:is yang berdasarkan pada sifat l11ekanis hanya pad a batas elastik.MOR terjadi dengan tegangilo yang ll bih tinggi, dan setelah batas elastikmengha:;ilkan "'orelasi y: .ng rer.d;:h dengan pa.rameter uji non destruktif.

    Penelitian 3: Pengujian Sifat Mckanis Panel Struktural dart Kombinasi BambuTali Gigal1toc/l/oa apus (RI. ex. Schult. F) Kurz) dan Kayu Lapis

    1. Sifat Fisis Bambu dan Kayu LapisSifat fisis yang diuji untuk papan laminasi bambu tali dengan kayu lapis ini

    adalah kadar air (KA) dan berat jenis (BJ). Hasil pcngujian sifat fisis papan laminasibambu tali dapat dilihat pada Tabel IV.9.Tabe IV.9. Sifar fisis bambu tali dan kayu lapis sebelum dan pasca pengujian

    --i s ~ e j l ~ Pengujian ' Pasca pengujianSarnpel I KerapatanA. B1 Kerz.patan KA BJBagian Buku 12.7) 0.594.78 0.58 0.52.50BambuBagian Ruas 15.09 11.96 0.64.52 0.60 0.58

    Kayu Lapis 0.65.64 12.24 0.5812.62 I 0.) 7- . - - . ~

    Sifat mekanis hambu dapat dipengaruhi oleh besarnya kadar air bambutersebut. Kadar air bambu tali pada bagian buku dan bagian ruas berbeda. Padabagian buku kadar air sebesar 14,78 %, Iebih keci bila dibandingkan clengan bagianmas 15,09 %. Perbedaan ini disebabkan oleh adanya perbe.rlaan sifat anatomi bambupada kedua bagian tersebut. Pad a bagian buku terdapat sel-sel yang berorientasi arahradial. Pada bagian ruas bambu mengandung sel-sel yang berorientasi pada arahaksial, tidak ada yang radial. Sel-sel yang berorientasi pad a arah radial memilikipanjang sel yang jauh lebih pendek bila dibandingkan dengan sel yang berorientasi kearab aksial. Semakin panjang sel maka rongga selnya pun menjadi lebih besarsehingga dapat menampung air Jabih banyak. Setelt:th pengujian, kadar air bambumenc.un sekitar dua-tiga persen. Bagian buku kadar airnya menjadi 12,75 dan

    45

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    53/65

    bagian ruas menjadi 11,96 %. l\'1enurunnya kadar air bambu ini tidak terlepas otehmasuknya (penetrasi) dari bahan perekat (epoxy). Dengan masuknya pcrekat kedalam sela-sela atau rongga-rongga bambu menycbabkan bambu sulit untukmenyerap air. Selain itu bambu mengering seiring waktu pengkondisian sebelu:npengujian, \ ~ e n g e r i n g n y a bambu dipengaruhi oleh lingkungau seperli suhu dankelemb3ball serta pengart;h prvs(:s perckatan epoxy dengan adheren (bambu dan kayulapis), dimana epoxy tersebut mengeluarkan ef ergi pafl.bl1ya untuk bereaksi.

    Kadar air kay lapis sebelun. ~ e : ; u j i a n adalah sebesar 12,62 %. Kadar airkayu lapis tersebut merllpakan kadar air udara. Setelah pengujian kayu lapismengalami penurunan kadar air menjadi 12,24 %. Penurunan kadar air inikemungkinan hanya diFngaruhi oleh proses perekatan epoxy. Epoxy yangmengeit1'lrkan panas hanya dapat mengeluarkan sedikit air dari kayu lapis. Melihatpenurunan kadar air yangtidak terlalu signifikan, pengaruh oIeh Iingkungandiperkirakan tidak ada karena penurunannya hanya sekitar 0,3 %. Jadi kayu lapisy ng digunakan telah mencapai kadar air k e ~ e t i m b a n g a n atau telah memilikikestabilan yang tinggi seperti sif' .t kayu lapis pad a umumnya.

    Berat Jenis (BJ) dan kerapatan bambl' sebelur.. pengujian memiliki nilai ratarata yaitu 51 untuk (8J) dan 0 59 untuk kerapatan. Pasea penguj ian memperlihc.tkanpeningkatan nilai berdtjenis dan kerapatan walaupun eukup keei . eratjenis setelahpengujian yaitu sebesar 0,55 dan 0,615 untuk kerapat&nnya. Peningkatan berat jenisdan kerapatan terse but dapat disebabkan oleh mengeringnya bahan selama prosesDeru kondisian. Mengeringnya bah an tersebut menyebabkan zat kayu menjadi IebihO DyaK per satuan volumenya. Penetrasi perekat ce rongga-rongga bambu jl:ga dapatrnenaikkan berat j.::nis dan kerapatan.

    ~ y u lapis memiliki kestabiian yang eukup baik. Hal ini terlihat darikado.; air, be:at jenis, dan kerapatan yang relatif tetaF (sangat kecil). Berat

    dan kerapatan kayu lapis sebeium pengujian masing-masing sebesar 0 57 danSetelah ..,engujian berat jenis dan kerapatan masing-masing naik 0,01 menjadi

    Perubahan yang sangat kecil ini memperlihatkan bahwa kayu lapiskestabilan yang tinggi, sehingga faktor lingkungan tidak dapat

    i lagi. Sementara penetrasi perekat sangat kecil untuk dapat masuk ke

    Kekuatan bahan dapat dilihat dari be raJ jenis dan kerapatannya. Melihat beratdan kerapatan kedua bahan bambu dan kayu lapis yang tidak terlalu jauh, dapat

    46

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    54/65

    Kecepatan GelombangUltrasonik m/s)

    MOEd(kg/cm2)

    MOEs')(kg/cm-)

    MOR(kg/sm2)

    5555.6 160456.1 12167.4 I 411.85 j

    kita ketahui kelas kuatnya. Beratjenis bambu sekitar 0.53 dan kayu lapis sebesar 0.60termasuk daJal11 kelas kuat III menu rut Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)

    2. Keccpatan Gelombang Ultrasonik BambuSecara teori terJ pat hubungan antarl kecepatan geJombang ultrasonik

    clenngan Kekakuan !entur dinamis U'viOEd) yang diuji secara non destruktif, dalam halini menggunakan l1letode gelombang ultrasonik. Tabel IV. IO. menunjukkan nilaiperhitungan dari 10 ulangan ba:nl::u untuk kecepa.ar. gdombang ultrasonik dan MOEdserta nilai MOEs dan MOR yang diperoleh dari pengujian secara destruktif.Table IV.} O. Nilai hasil perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik, MOEd, MOEs

    d:: n MOR.

    ...

    . II

    6371.76521.76228.45806.5

    211061.6~P01674.3

    175276.1

    12517.17515.410770.810565.8

    2 7 ~ ~ ; 9 ~ 1275.11 l1 8 9 . 9 8 J209.72 l

    I 6050 . 4 _ 1 19.Q3- 4.7 12945.9 201.10. I .. 6349.2 209575.3 22182.3 5 2 1 . 0 5-, 6153.8 ~ 9 6 0 ? 5 8 9661.3 39605 i_ I 6417.1 214082..L_ 0 5 6 3 ~ _ ~ _ ~ 1 ~ ~ Z ~ J6164.4 ~ 7 5 5 1 6 7787.8 243.60

    6 1 6 1 . 9 ~ . 1 ~ Z 7 9 8 8 11017.0 285.48 .Jtlerdasarkan data pada Tabel di atas diperoleh bahwa rataan nilai kecepatan

    gelombang ultrasonik bambu sebesar 6161.9 mis, sementara itu untuk nilai MOEdsebesar 197798 kg/cm2, MOE5 sebesar 11017 kg/cm2, dan MOR sebesar 285 kg/cm

    3. SiCat Mekanis Papal! LaminasiPapan laminasi bambu tali sebagai inti dan kayu lapis sebagai face dan back

    memiliki nilai kekakuan (MOE) yang cukup tinggi. Besar nilai MOE papan lamin;:;.siini antara 14.000 hingga 30.000 kg/cm2 Nilai MOE tertinggi ditunjukkan oleh papan

    47

    http:///reader/full/kecepa.arhttp:///reader/full/lamin;:;.sihttp:///reader/full/kecepa.arhttp:///reader/full/lamin;:;.si
  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    55/65

    laminasi dengan jarak inti 10 em, dengan nilai MOE rata-rata 29.016,61 kg/cm2Sedangkan MOE terendah dimiliki oleh papan laminasi dengan jarak inti sebesar 20em sebesar 17.555,43 kg/em2 Nilai MOE papan laminasi kayu lapis dengan bambutali ditunjukkan pada Gambar IV.9.

    Papan laminasi dengan iarak inti ]0 em ;,lcmiliki nilai MOE yang palingiing;;i, karena mpmilikl inti bambu yang lebih banyak dari papan bm:nasi clenganjarak inti yang lain. Seperti dapat dilihat pada grafik MOE di atas, semakin de tjarak intinya akan memiliki nilai MOE yang tinggi dan begitu dengan scbaliknya.

    Gambar IV.'). Grafik MOE papan laminasi bambu dcngan kaYll lapispad a berbagai jarak inti.

    Analisis sidik ragam menuiijukkan bahwa pcrla wan jarak bambu sebagai inticore) lJerpengaruh sangat nyata terludap Lesar niJai kekakuan Jentur (MOE) papan

    iaminasi h::5ii ppnelitian pada selang kepereayaan 95 % dan 99 %, karena F-hitunglehih besar daripada F-tabel pada taraf nyata 0,01 dan 0,05. Dengan kat a lain dapatdisimpulkan bahwa semakin lebar perlakuan jarak bambu sebagai inti akanmer.urunkan besarnya nilai MOE papan laminasi yang dibuat. Hasil uji lanjut Duncanpada taraf nyata 0,05 memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata p?da berbagaiperiakllan jarak terhadap nilai MOE papan lam:nasi. Jadi semakin renggang jarak intinilai MOE papan laminasi akan semakin turun.

    48

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    56/65

    Kekuatan lentur (MOR) papan laminasi bambu tali sebagai inti dengan kayulapis sebagai lapisan luar memiliki rentang rata-rata dari 125 sampai 230 kg/cm 2Nilai MOR tertinggi dihasilkan oleh papan dengan jarak inti 10 em dengan ;.ilai ratarata 206,09 kg/cm2 sedangkan nilai MOR terenuah dihasilkan oleh papan laminasidenganjarak inti 20 em dengan nilai MOR rata-ratanya

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    57/65

    Kelas kuat papan laminasi bambu dengan kayu lapis ini dapat dimasukkan kedalam kelas kuat berdasarkan nilai MOE dan MOR-nya. Nilai MOE rata-rata papanlamin::jsi yang dibuat adalah antara 14.000 - 30.000 kg/cm 2 Nilai MaR rata-ratapapan laminasi yaitu antara seJang 125 - 230 kg/cm2 Dilihat dari kedua selang nilaiMOE dan M R di atas maka papun laminasi bambu tali dengan kayu lapis terrnasukke dalam kelas kuat V menllrut PKKI HI 5

    50

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    58/65

    v KESIMPULAN

    1. Tidak adanya pengaruh yang signifikan dari modifikasi dimensi penampangdengan panjang tetap terhadap kecepatam rambat.:.n gelombang ultrasonik padakayu sengon, mangiul11 dan ras:::mala.

    2. Dimensi penampang tetap dengan panjang beragant menunjukkan kecenderungannilai kecepatan gelomb::mg yang scmakin menurun dengan semakin bertambahnyaukuran panjang.

    3. Kecepatan rambatan gelombang ultrasonik semakin menurun denganmeningkatnya kadar air dari kering tanur ke kondisi kadar airbasah.

    4. Modulus Elastis dinamis (MOEd) enam jenis kayu meningkat seiring denganmeningkatnya kadar air kecua i padajenis kayu kempas.

    5. Modulus Elastis stat is (MOEs) enam jenis kayu meningkat dengan meningkatnyakadar air kecuali padajenis kayu rasamala.

    6. Basil pengujian MOEd (non destruktif) rata-rata lebih tinggi 30% dari MOEs(secara destruktif).

    7. Dari hasil perhitungan nilai rata-rata kecepatan gelombang pada kayu sengonsebesar 5709-5903 m/s, kayu rasamala sebesar 5146-6142m/s, mangium sebesar4929-6516m/s, durian 5091 mis, pinus (SW) 6856 mis, kempas 6104 m s danbambu 6162 m/s.

    8. Kekuatan mekanis bambu untuk MOEd sebesar 197798 kg/cm2, MOEs sebesar11017 kglcm 2, dan MOR sebesar 285 kg/cm 2

    9. HasH uji lentur (MOE dan MOR) produk laminasi bambu tali yang tinggimenunjukkan efisiensi bahan perlakuan terbaik ada pada jarak 20 cm, karenabeban lantai pada umumnya adalah 100 kg/ClT!2. Namun untuk kekuatanpt:rlakuC'n terbaik ada pada jarak_ 10 em sesuai dengan analisis sidik. ragam dan ujilanjut Duncan yang berbeda nyata untuk semua perlakuan.

    10. Papan laminasi bambu tali sebagai core dengan kayu lapis sebagai lapisan luarface dan back) dapat dimanfaatkan sebagai lantai dan dinding.

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    59/65

    -

    N V ~ I d W V

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    60/65

    I. Hasil pengujian keeepatan gelombang ultrasonik pada dimensi penampang beragal11 (panjang tetap.L = 30 em).

    8 I 8.00

    I 2.67

    8 1.60

    I 1 14

    I 0.89

    I 0.735936 33168 00 14411 7614349 00 1 60.00Rata2 I 51.67 I 5806.45 I 5773.07 63.93 4692.39 4665.87 56.13 I 5344.42

    http:///reader/full/5936.33168.00http:///reader/full/14411.7614349.00http:///reader/full/5936.33168.00http:///reader/full/14411.7614349.00
  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    61/65

    Hasil Pengujian kecepatan gelombang Ultrasonik pada ukuran panjang beragam (dimens:

    - - ~ ~ -_ ... \- - - ~ C - . ~ J ~

    ~ ~ N . ; ~ ; ~ . C ~ , ; ; , J f . : . ; : c ; ~ ~ ~ ~ ; : . j : ; . : ~ a ; ~ ~ f . : :~ t h ~ 1 ~ o c / ~ ~ ~ i ~ r : : ~ , ~ ~ . ) . : : : r : t ; g ~ ~ ~ ~ ~ d : ~ . ~ . y ; ; a ; ~ t. r ~ ~ ' l ~ i , ' ' : : ~ ; ~ ; , ~ . " i ' ; ? J ~ : ' ' : ~ \ ' / ' ~ n t j ~ i ( m / s ) ? ; f ~ ; f ( m s ) j , : . ) ~ , : : . :)(m/s) : / ~ ( m f s F 3 1 l ~ ~ ~ ~ ~ . { , (m/s)

  • 5/22/2018 Pengujian Kualitas Kayu Dan Bambu Secara Non Destruktif Dengan Metode Gelombang Ultrasonik

    62/65

    . . - - - .

    -

    . = = = = = ~ : ~ _1 I V ~ 1 5 0 . 0 0 5333.33 5320.00 155.33 515021 5144.00 168.33 4752.48 4746.33f R a ~ a 2 149.00 5369.13 5349.00 201.67 3966.94 3957.33 156.00 512821 5108.67149.67 . 534521 5321.13 174.67 4580.15 4620.27 157.73 5071.85 5059.73I 186.00 5376.34 5302.00 205.67 486224 4848.33 197.67 i 5059.02 5048.00192.67 5190.31 5175.33 202.00 4950.50 4940.00 200.00 5000.00 4986.67

    100 III 188.00 5319.15 5302.00 248.67 4021.45 4010.33 196.00 5102.04 5083.00- - - . IV 188.00 5319.15 5302.00 204.00 4901.96 4900.00 219.67 4552.35 4538.67V 188 ::lO 5319.15 5371.00 /253.00 3952.57 3941.00 199.67 5008.3515000.33Rata2 188.53 5304.10 5290,47 222.67 4491.02 4527 >3 202.60 4935.83 4931.33

    mor P L T VKU I BKU BKT Kerapatan BJ KA Ipel cm) cm) cm) cml) (gram) gram) gramlcm3) (gram{cm3) (%)1 2.08 2.04 2.05 8.70 2.831 2,476 0.325 0285 14.3382 2.04 1.97 2.02 8.12 2.286 2.004 0.282 0.247 14.0723 2.07 I 2.03 2.03 8.53 2.276 1.992 0.267 0.234 14.2574 2.06 I 2.01 2.00 8.28 2.355 2.058 0.284 0.249 14.4315 2.06 I 2.01 2.00 8.28 2,432 2.123 0.294 0.256 14.5553 2.06 2.04 1.98 8.32 2.271 1.997 0.273 i 0.240 13.721-7 2.06 ~ ~ O 8,45 L 746 2.399 0.325 0.2d4 14,4648 2.04 2.03 2.04 8.45 2.720 2.373 0.322 0.281 1 4 . 6 2 ~ ~9 2.07 1.99 2.00 8.24 3.176 2.780 0.386 0.337 14.2450 2.0f) 1.92 1.87 7,40 2.802 2.450 0.379 0.331 14.367

    ,ta2.: . 2.06 . 2 01 .:2.0Q/ ! ~ c ~ ' ....,B.2? : : : , 2 . : 5 9 . ~ ~ ( ' : : ~ 2 . 2 6 5:.::1(:,:rQ}1.j S - O . 2 7 4 ~ ~ :i14 3171 2.07 2.06 2.01 8.57 7.267 6.364 0.848 0.743 14.1892 2.03 2.02 2.08 8.53 7.638 6.675 0.896 0.783 14,4273 2.09 2.07 2.05 8.87 7.413 6,447 0.836 0.727 14.984

    2.09 2.03 2.01 8.53 8.224 7.170 0.964 0.841 14.7005 2.06 2.05 2.06 8.70 7.691 6.682 0.884 0.768 15.1003 1.99 1.91 2.01 7.64 7.845 6.751 1.027 0.884 16.2057 2.06 i 2.04 1.92 8.07 I 6.786 5.514 0.84'\ 0.683 I 23.0693 2.04 1.94 1.89 7,48 7.416 6.332 I 0.991 0.847 17.119? 2.07 I 1.96 2.07 8,40 6.775 I 5.605 0.807 0.667 20.8740 2.08 I 2.04 2.06 I 8.74 8.900 I 7.517 1.013 0860 18.398

    l c . 2 J 1 ~ 206 2.01 ;;2.,92 I L . 8 , ~ s . ; ~ Z 1 ~ ~ t 5 9 J i ; ; iY 6,506,ii / ~ ; : ( f 9 0 9 ; ; : ~ ~ ~ ~ fir ~ . 0 . 7 7 9 . ; : F ~ i ~ ; it1:6-?5:1/1 2 . C ~ 2.01 J 2.04 8.36 6.637 5.625 0.793 0.672 '17.9912 2.05 2.00 2.00 8 . ~ 0 I 6.055 5.178 0.738 0.631 I 16.9373 2.05 2.00 2.06 I 8,45 I 5.989 5.123 0.709 0.607 16.904i 2.03 2.02 2.00 8.20 6.289 5.367 0.767 0.654 17.179-) 2.04 2.02 2.06 8,49 6.649 5.673 0.783 0.668 17.204) 2.02 1.98 2.07 0.28 6.352 5.444 0.767 0.658 16.6797 2.06