Embed Size (px)
Citation preview
TEKNOLOGI PEMBUATAN PRODUK BAMBU
UNTUK KOMPONEN STRUKTUR BANGUNAN
1. Abdurachman, ST. 2. Ir. Nurwati Hadjib, MS. 3. Ir. Jamal Balfas, M.Sc. 4. Prof. Ris. Dr. Drs. Adi Santoso, M.Si.
PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN KETEKNIKAN KEHUTANAN DAN PENGOLAHAN HASIL HUTAN
BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN KEHUTANAN KEMENTERIAN LINGKUNGAN HIDUP DAN KEHUTANAN
BOGOR, DESEMBER 2014
ii
TEKNOLOGI PEMBUATAN PRODUK BAMBU UNTUK KOMPONEN STRUKTUR BANGUNAN
Bogor, Desember 2014
Mengetahui
Ketua Kelti,
Ir.Efrida Basri, M.Sc
NIP. 19580224 198303 2 002
Ketua Tim Pelaksana,
Abdurachman, ST
NIP. 19600509 198203 1 004
Menyetujui
Koordinator,
Prof. Ris. Dr. Drs. Adi Santoso, M.Si
NIP. 19580705 198903 1 007
Mengesahkan
Kepala Pusat,
Dr. Ir. Rufi’ie, MSc.
NIP. 19601207 198703 1 005
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ........................... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR TABEL ........................................................................................ v
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ vii
Abstrak ............................................................................................... 1
BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................. 2
A. Latar Belakang ............................................................................. 2
B. Tujuan dan Sasaran ..................................................................... 4
C. Luaran .......................................................................................... 5
D. Hasil yang Telah Dicapai.............................................................. 5
E. Ruang Lingkup ........................................................................... 14
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 15
A. Jenis dan Potensi Bambu ........................................................... 15
B. Sifat Fisis dan Mekanis Bambu .................................................. 15
C. Kekasaran Permukaan Bambu dan Kayu ................................... 15
D. Pemanfaatan Bambu .................................................................. 17
E. Struktur Rangka Atap ................................................................. 18
BAB III. METODE PENELITIAN .............................................................. 22
A. Lokasi Penelitian ........................................................................ 22
B. Bahan dan Peralatan .................................................................. 22
C. Prosedur Kerja ............................................................................ 23
D. Analisis Data............................................................................... 26
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 27
A. Sifat Fisis Balok Komposit Pelupuh Bambu ................................ 28
B. Sifat Mekanis Balok Komposit Pelupuh Bambu. ......................... 29
C. Hasil Analisis Keragaman ........................................................... 33
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 38
A. Kesimpulan ................................................................................. 38
B. Saran .......................................................................................... 39
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 40
LAMPIRAN............................................................................................... 41
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Sifat fisis dan mekanis tiga jenis bambu yang diteliti ................... 5
Tabel 2. Rata-rata sifat mekanis balok komposit pelupuh bambu dan kayu
.................................................................................................... 8
Tabel 3. Rata-rata keteguhan geser rekat balok bambu komposit ............. 8
Tabel 4. Rata-rata sifat fisis panel pelupuh bambu .................................... 9
Tabel 5. Rata-rata keteguhan lentur statik panel pelupuh bambu ............ 10
Tabel 6. Keteguhan rekat panel pelupuh bambu pada uji basah ............. 10
Tabel 7. Keteguhan rekat panel pelupuh bambu pada uji kering ............. 11
Tabel 8. Nilai Fhitung pengaruh perlakuan terhadap sifat bambu komposit 12
Tabel 9. Hasil uji beda jarak nyata Duncan .............................................. 12
Tabel 10. Tingkat kekuatan panel bambu komposit berdasarkan MOE .. 13
Tabel 11. Tingkat kekuatan panel bambu komposit berdasarkan MOR ... 13
Tabel 12. Rata-rata sifat fisis balok komposit bambu yang diteliti ............ 28
Tabel 13. Rata-rata sifat mekanis balok komposit bambu yang diteliti ..... 30
Tabel 14. Rata-rata sifat fisis dan mekanis balok komposit bambu pada
setiap perlakuan. ..................................................................... 31
Tabel 15. Tingkat kekuatan balok bambu komposit berdasarkan MOE dan
MOR ........................................................................................ 33
Tabel 16. Nilai Fhitung pengaruh perlakuan terhadap sifat fisis dan mekanis
balok komposit pelupuh bambu .............................................. 33
Tabel 17. Hasil uji beda nyata jujur pengaruh perlakuan terhadap variabel
yang dinalisis .......................................................................... 34
Tabel 18. Panjang dan gaya batang yang terjadi pada struktur kuda-kuda
................................................................................................ 37
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Bentuk struktur kuda-kuda ..................................................... 20
Gambar 2. Tipe penampang balok komposit campuran pelupuh ............. 24
Gambar 3. Struktur rangka kuda-kuda Tipe King ..................................... 25
Gambar 4. Sistem pembebanan pada kuda-kuda.................................... 26
Gambar 5. Penampang lintang dan memanjang balok komposit ............. 29
Gambar 6. Histogram sifat mekanis balok komposit pelupuh bambu
petung ................................................................................... 30
Gambar 7. Histogram sifat mekanis balok komposit pelupuh bambu
andong .................................................................................. 31
Gambar 8. Pembebanan pada gording .................................................... 35
Gambar 9. Letak kuda-kuda dan gording pada struktur rangka atap ....... 37
DAFTAR LAMPIRAN
Foto 1. Rumpun bambu petung dan andong di Tasikmalaya ................... 42
Foto 2. Potongan bambu petung dan andong di Pustekolah ................... 42
Foto 3. Log kayu mahoni dari Ujung Genteng Sukabumi ......................... 43
Foto 4. Pemotongan bambu untuk pembuatan pelupuh .......................... 43
Foto 5. Proses akhir pembuatan pelupuh ................................................ 44
Foto 6. Persiapan pelupuh sebelum proses pengampelasan .................. 44
Foto 7. Pemotongan pelupuh ................................................................... 45
Foto 8. Pengampelasan pelupuh ............................................................. 45
Foto 9. Penyusunan pelupuh sebagai lamina .......................................... 46
Foto 10. Pengempaan dingin balok komposit bambu .............................. 46
Foto 11. Penampang balok komposit bambu ........................................... 47
Foto 12. Contoh uji lentur statik balok komposit bambu ........................... 47
Foto 13. Pengujian lentur statik balok komposit pelupuh bambu ............. 48
Foto 14. Pengujian kelenturan balok komposit pelupuh bambu ............... 48
Foto 15. Pengujian tekan sejajar laminasi ............................................... 49
Foto 16. Garis rekat arah memanjang yang terdelaminasi ...................... 49
Abstrak
Penelitian penggunaan bambu komposit untuk komponen struktur rangka atap telah dilakukan dengan menggunakan jenis-jenis bambu yang mudah diperoleh di daerah setempat yang potensinya banyak antara lain bambu petung dan andong. Komponen struktur rangka atap yang dibuat berupa balok/tiang komposit bambu dengan kayu mahoni dengan perekat sintetis waterbase polymer isocyanate. Tipe produk terdiri dari dua tipe yaitu balok komposit dengan kayu yang ditempatkan pada lapisan terluar dan lapisan tengah dengan prinsip tegangan terlentur dimana porsi bambu lebih banyak dari pada kayu. Ukuran penampang balok komposit adalah 6/12 cm, tiap bidang rekat dibedakan atas tiga tingkat kekasaran permukaan yaitu halus, sedang dan kasar. Proses pembuatan balok komposit dimulai dari pembuatan pelupuh dan papan lamina kayu mahoni, pengawetan, pengeringan, pengempaan dengan cara kempa dingin dan pengujian produk. Pengujian produk berdasarkan JAS 1996 meliputi pengujian kerapatan, kadar air, delaminasi, keteguhan lentur statik , keteguhan tekan sejajar laminasi dan keteguhan rekat sejajar laminasi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan, jenis bambu, tipe laminasi dan kekasaran permukaan balok komposit pelupuh bambu tidak berpengaruh terhadap sifat fisis dan berpengaruh terhadap beberapa sifat mekanis yang diteliti. Berdasarkan mutu kayu bangunan, balok komposit J1T1A1 merupakan yang terbaik dari komposisi lainya.
Kata kunci : Bambu, kayu mahoni, komposit bambu, komponen struktur, rangka atap
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Bambu dikenal oleh masyarakat memiliki sifat-sifat yang baik
untuk dimanfaatkan antara lain : batangnya kuat, lurus, rata, keras,
mudah dibelah, mudah dibentuk, dan mudah dikerjakan serta mudah
diangkut. Selain itu bambu juga relatif murah dibanding bahan
bangunan lain karena banyak ditemukan di sekitar pemukiman
pedesaan, (Batubara, 2000). Bambu dapat dimanfaatkan dalam
banyak hal baik berbentuk bulat maupun belahan. Sebagai
komponen bangunan bambu banyak dijumpai dalam bentuk tiang,
balok lantai, dinding, struktur rangka, pintu, jendela, tangga, dinding
penahan tanah, perancah dan sebagainya (Krisdianto dkk, 2003) dan
Morisco (1999).
Penggunaan bambu sebagai bahan bangunan pada
umumnya berbentuk struktur rangka yang terdiri dari dua komponen
yaitu balok dan kolom/tiang dan terdiri dari elemen struktural dan non
struktural. Elemen struktural yaitu balok, kolom dan pondasi,
sedangkan elemen non struktural yaitu dinding, lantai, atap, pintu
dan jendela serta sambungan (Patmasari dan Morisco, 2006).
Beberapa kelemahan yang ditemukan dalam penggunaan
bambu sebagai bahan bangunan selain sifat bambu yang tidak awet
diantaranya adalah dimensi alami bambu yang tidak seragam dari
pangkal hingga ujung batang. Keadaan tersebut mempersulit dalam
pemasangannya, baik berupa tiang, balok maupun komponen
rangka atap karena bidang atap menjadi tidak rata. Akan tetapi jika
dikaitkan dengan kondisi harga pasar material bangunan saat ini,
misalnya harga semen, pasir, kerikil dan besi sebagai bahan struktur
dan non struktur bangunan, maka bambu menjadi bahan alternatif
untuk memenuhi kebutuhan manusia akan bangunan rumah. Oleh
karena itu diperlukan teknologi pembuatan komponen bangunan
bambu yang efektif dan efisien. Salah satu alternatif pemecahan
masalah tersebut ialah dengan menerapkan teknologi komposit
bambu dengan bahan alam lainnya sebagai bahan struktur rangka
atap serta komponen bangunan lainnya. Menurut Manuputty et.al
(2010), pengertian komposit adalah suatu material yang terbentuk
dari kombinasi antara dua atau lebih material pembentuknya melalui
pencampuran yang homogen. Di mana sifat mekanis dari masing-
masing meterial pembentuknya berbeda-beda. Dari pencampuran
tersebut akan dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat
mekanis dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya.
Bambu komposit adalah produk hasil pengolahan bambu yang
terbentuk dari kombinasi beberapa jenis bambu atau kayu, direkat
dengan jenis perekat yang sesuai dengan penggunaannya serta
dikempa panas atau dingin sehingga menghasilkan produk komposit
berupa balok atau tiang. Dalam penelitian ini telah dibuat produk
komposit bambu dengan kayu menggunakan perekat sintetis
waterbase polymer isocyanate dengan cara kempa dingin. Jenis
bambu yang dipilih adalah bambu petung dan andong, sedangkan
jenis kayu yang digunakan adalah mahoni. Pertimbangan
penggunaan bambu petung, andong dan kayu mahoni sebagai
bahan produk komposit adalah bahwa kedua jenis bambu dan kayu
mahoni tersebut disamping potensinya banyak, juga kekuatannya
memadai untuk dimanfaatkan sebagai bahan struktur bangunan
termasuk rangka atap.
Rangka atap bambu adalah bagian dari struktur bangunan
yang menerima beban di atasnya yaitu beban mati (penutup atap,
reng, kaso dan gording), beban hidup (beban orang yang bekerja),
beban angin, beban air hujan dan beban salju. Berdasarkan
pengalaman, bambu solid agak sulit dirangkai jika digunakan
sebagai struktur rangka, balok dan tiang sehingga menghasilkan
konstruksi yang kurang stabil karena penyebaran gaya bambu solid
pada struktur tidak merata meskipun momen inersianya lebih tinggi
dari material kayu. Oleh karena itu teknologi komposit menjadi
pilihan terbaik jika digunakan sebagai bahan struktur bangunan
karena bentuk penampangnya persegi dan ukurannya bisa seragam
sehingga analisis stabilitas konstruksi dapat dilakukan sama dengan
kayu solid.
Untuk meningkatkan pemanfaatan bambu terutama sebagai
bahan komponen struktur bangunan perlu diteliti dan dikaji mengenai
teknologi pembuatan balok/tiang komposit yang dibuat dari bilah atau
pelupuh dari berbagai jenis bambu dipadukan dengan bahan
berlignoselulosa lain yaitu kayu. Diprediksi jenis-jenis bambu yang
cocok untuk pembuatan balok/tiang komposit antara lain bambu
petung, tali, bambu hitam dan bambu andong yang memiliki sifat
elastisitas dan tegangan tarik yang tinggi.
Khusus bagi penggunaan bambu sebagai bahan komponen
struktur pada bangunan sipil seperti rumah, gedung, jembatan dan
bangunan pelabuhan memerlukan persyaratan-persyaratan yang
tidak boleh diabaikan agar struktur bambu dapat berfungsi secara
optimal. Sebelum bambu digunakan terlebih dahulu harus diketahui
sifat-sifatnya yang berhubungan dengan tujuan penggunaan,
misalnya untuk keperluan struktur bangunan, maka harus diketahui
sifat fisis dan mekanisnya. Penelitian mengenai sifat dasar fisis dan
mekanis telah banyak dilakukan oleh para peneliti di Indonesia
maupun di luar negeri antara lain oleh Jansen (1980) dan Morisco
(1994-1999). Hasil-hasil penelitiannya memberikan gambaran
mengenai kekuatan mekanis bambu seperti kuat lentur, kuat tekan
dan kuat tarik // serat untuk selanjutnya dipakai sebagai acuan dalam
merancang suatu produk bambu untuk struktur bangunan baik
berupa bambu solid maupun komposit.
B. Tujuan dan Sasaran
1. Tujuan
Penelitian ini bertujuan mendapatkan teknik pembuatan balok
komposit bambu petung dan andong serta kayu mahoni,
menggunakan perekat sintetis waterbase polymer isocyanate tipe
eksterior untuk komponen struktur rangka atap.
2. Sasaran
Sasarannya adalah tersedianya data teknis dan informasi
teknologi pembuatan komponen struktur rangka dari komposit
bambu dan kayu serta informasi hasil uji coba.
C. Luaran
1. Laporan hasil penelitian yang berisi data hasil penelitian dan
informasi ilmiah tentang teknologi pembuatan komponen struktur
rangka dari komposit bambu dan kayu.
2. Draft karya tulis ilmiah
D. Hasil yang Telah Dicapai
1. Tahun 2011
Hasil penelitian yang telah dicapai pada tahun 2011 meliputi
sifat dan kekuatan produk-produk perangkaian bambu mayan
(Gigantochloa robusta), bambu tali (Gigantochloa apus Bl. Ex
(Schult.F) Kurz.) dan bambu ampel (Bambussa vulgaris) untuk
struktur tiang/kolom.
a. Sifat fisis dan mekanis ketiga jenis bambu yang diteliti berbuku
dan tanpa buku adalah sebagai berikut:
Tabel 1. Sifat fisis dan mekanis tiga jenis bambu yang diteliti
Jenis Bambu
Kerapatan, g/cm3
Kadar air, %
Kuat tekan // Serat, kg/cm2
Kuat geser // Serat, kg/cm2
TB BB TB BB TB BB TB BB
Mayan 0,740 0,635 13,4 13,4 411,46 442,46 88,38 107,05 Ampel 0,711 0,628 13,3 13,6 409,14 333,32 122,81 103,87 Tali 0,700 0,769 13,1 13,8 371,69 430,05 87,22 115,74
Keterangan : TB = Tanpa Buku, BB = Berbuku
b. Teknologi perangkaian bambu
1) Perangkaian 4 dan 6 batang bambu mayan, ampel dan tali
menggunakan perekat tipe eksterior Isocyanat. Hasil penelitian
meliputi besaran-besaran gaya maksimum dan tegangan geser
yang terjadi pada masing-masing bidang geser. Gaya maksimum
dan tegangan geser 4 batang bambu mayan masing-masing
berkisar 1811 kg (1192-2295 kg) dan 8 kg/cm2 (5-10 kg/cm2),
bambu ampel 2528 kg (1140-3859 kg) dan 10 kg/cm2 (4-16
kg/cm2). Pada perangkaian 6 batang bambu ampel 582 kg (495-
1173 kg) dan 2 kg/cm2 (0,40-4 kg/cm2), bambu tali 749 kg (577-
1134 kg) dan 2,90 kg/cm2 (2,20-4,70 kg/cm2).
2) Kekuatan perangkaian bambu dengan pengisi beton dan baut
dianalisa berdasarkan tipe keruntuhan atau kegagalan
sambungan yang terjadi setelah mengalami gaya tekan. Dalam
hal ini terdapat tiga macam kegagalan sambungan yaitu
kegagalan tipe P1, tipe P3 dan tipe P4. Nilai rata-rata kekuatan
sambungan yang diijinkan berdasarkan tipe P1 bambu mayan
dan ampel berturut-turut 194,08 kg/cm2 dan 163,61 kg/cm2.
Berdasarkan tipe P3 bambu mayan dan ampel berturut-turut
169,10 kg/cm2 dan 188,77 kg/cm2. Sedangkan kekuatan
sambungan berdasarkan tipe P4 untuk bambu mayan maupun
ampel adalah 482,30 kg/cm2.
3) Balok/tiang laminasi pelupuh bambu
Hasil pengujian sifat mekanis tiang dari pelupuh hanya dicoba
satu jenis yaitu bambu mayan, karena penelitian ini masih bersifat
eksplorasi. Hasil pengujian kekuatan tekan sejajar serat, kekuatan
geser rekat dan modulus elastisitas tekan sebagai berikut:
a) Tegangan tekan // serat berkisar 62 kg/cm2 (47-82 kg/cm2).
b) Modulus elastisitas tekan berkisar 5.968 kg/cm2 (4.476-7.559
kg/cm2).
c) Tegangan geser rekat bagian kulit – kulit berkisar 4,60 kg/cm2
(4,14-5,32 kg/cm2).
d) Tegangan geser rekat bagian kulit – daging berkisar 4,60 kg/cm2
(3,99-5,66 kg/cm2).
e) Tegangan geser rekat bagian daging – daging berkisar 4,57
kg/cm2 (3,23-5,76 kg/cm2).
2. Tahun 2012
Hasil penelitian tahun 2012 meliputi hasil pengujian
laboratorium yaitu sifat pengawetan, fisis dan mekanis balok
komposit beserta kontrolnya.
a. Sifat pengawetan bahan
Hasil pengawetan bambu dan kayu menggunakan bahan
pengawet campuran asam borak dan asam borik dengan
perbandingan 1,52:1 (b/b) dengan konsentrasi larutan 7% selama 24
jam. Nilai retensi bambu andong, petung, ori dan kayu jabon
berturut-turut 20,63 kg/m3, 23,11 kg/m3, 47,73 kg/m3, dan 18,85
kg/m3. Sedangkan penetrasinya 100% kecuali pada kayu jabon 98%.
b. Sifat fisis balok komposit
Hasil pengujian sifat fisis balok komposit pelupuh bambu yaitu
kerapatan dan kadar air. Kerapatan paling tinggi adalah 0,77 g/cm3
pada kadar 12,14% dicapai oleh balok komposit bambu andong
tanpa kayu dengan perekat ekstrak kayu merbau (J1T3P2) dan
terendah 0,48 g/cm3 pada kadar air 12,4% oleh balok komposit
bambu ori dengan kayu di bagian luar menggunakan perekat ekstrak
kayu merbau.
c. Sifat delaminasi
Delaminasi tertinggi terjadi pada balok komposit bambu
andong tanpa kayu dengan perekat isocyanat (J1T3P1) sebesar
10,15% dan terendah pada balok komposit bambu ori tanpa kayu
perekat isocyanat (J3T3P1) sebesar 4,29% (memenuhi persyaratan
Standar Jepang).
d. Sifat mekanis
Hasil pengujian sifat MOE, MOR dan tekan sejajar serat dapat
dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Rata-rata sifat mekanis balok komposit pelupuh bambu dan kayu
Jenis bambu/Tipe
laminasi/Jenis perekat
Sifat yang diamati
MOE MOR C // serat Kerapatan
J1 J2 J3
45004,92b 50189,17b 23352,86a
163,92b 210,43c
103,02a
295,51bc 318,93bc
318,93bc
0,651a 0,651b
0,567a
T1 T2 T3
39824,47b 45765,69b 28942,10a
170,85b 213,17c
93,35a
307,81c 278,78ab
281,95ab
0,573a
0,573a
0,722b
P1 P2
34261,00a
34261,00a 166,58a
151,67a 281,61a
297,42a 0,635b
0,610a
Keterangan : Angka pada baris yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%
Rata-rata hasil pengujian keteguhan geser rekat (block shear test)
menggunakan perekat Isocyanat dan Ekstrak kayu merbau
tercantum dalam Tabel 3.
Tabel 3. Rata-rata keteguhan geser rekat balok bambu komposit
Bidang rekat Uji Basah Uji Kering
Andong-Andong Andong-Jabon Bitung-Bitung Bitung-Jabon Jabon-Jabon Ori-Jabon Ori-Ori
12,4017a 10,1717b 11,1717ab 9,7483b
10,0883b 10,6367ab 10,6833ab
26,3100a 24,1033ab 28,7933a 27,6633a 20,6267 b 28,4967a 25,5717a
Keterangan : Angka pada baris yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama berbeda nyata pada taraf 5%.
3. Tahun 2013
Telah diteliti sifat fisis dan mekanis panel bambu komposit dari
jenis andong, ampel dan mayan yang diawetkan dengan bahan
pengawet borak dan asam borik. Panel terdiri dari 3 lapis bambu di
mana pada bagian tengahnya disusun secara bersilang atau tegak
lurus terhadap lapisan luarnya. Hasil penelitiannya meliputi sifat fisis,
mekanis panel pelupuh bambu.
a. Sifat fisis panel pelupuh bambu.
Nilai rata-rata sifat fisis panel pelupuh bambu yang diawetkan
(A) dan tidak diawetkan (TA) disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Rata-rata sifat fisis panel pelupuh bambu
Keterangan : P1 : Perekat Isocyanat, P2 : Perekat Ekstrak merbau, P3 : Perekat TRF, TA : Bambu tidak diawetan, A : Bambu diawetan
Secara umum kerapatan dan kadar air panel bambu andong,
mayan dan ampel tidak berbeda nyata pada masing-masing
perlakuan (jenis bambu, perekat dan pengawetan). Namun untuk
delaminasi total persentase paling besar adalah panel bambu
andong dengan perekat Isocyanat yaitu 27,42% yang diawetkan dan
16,91% yang tidak diawetkan. Secara keseluruhan delaminasi total
tidak memenuhi standar karena > 5% (JAS, 1996), kecuali panel
pelupuh bambu andong dengan perekat TRF baik yang diawetkan
maupun tidak diawetkan.
b. Sifat mekanis panel pelupuh bambu
Sifat mekanis yang diuji meliputi keteguhan lentur statik (MOE
dan MOR) dan keteguhan rekat. Nilai rata-rata keteguhan lentur
Jenis Bambu
Jenis Perekat
Kerapatan (g/cm3)
Kadar air (%) Delaminasi Total (%)
TA A TA A TA A
Andong
P1 P2 P3
0,666 0,629 0,683
0,642 0,565 0,647
11,57 11,72 13,61
12,25 13,38 12,84
16,91 9,38 3,51
27,42 17,29 4,26
Mayan
P1 P2 P3
0,561 0,596 0,654
0,702 0,639 0,644
11,74 13,07 13,37
11,97 12,68 17,31
5,84 7,98
16,70
20,11 7,13
17,06
Ampel
P1 P2 P3
0,663 0,651 0,568
0,659 0,667 0,608
11,18 13,10 12,23
11,66 18,00 15,62
14,09 10,19 9,40
25,73 6,76
16,91
statik panel pelupuh bambu berdasarkan jenis kayu, jenis perekat,
diawetkan dan tidak diawetkan disajikan dalam Tabel 5.
Tabel 5. Rata-rata keteguhan lentur statik panel pelupuh bambu
Jenis Bambu
Jenis Perekat
Keteguhan Lentur (kg/cm2)
MOE MOR
TA A TA A
P1 P2 P3
68.165,61 60.668,63 32.966,21
36.827,72 26.094,61 59.886,91
429,53 357,03 288,27
348,85 155,34 490,73
Andong
P1 P2 P3
74.431,24 54.537,49 26.089,57
75.203,85 52.813,66 76.393,98
432,50 216,75 259,68
672,79 277,60 458,87
Mayan
P1 P2 P3
48.865,34 70.022,88 18.681,96
34.385,82 13.972,47 17.785,92
327,54 372,30 145,28
314,21 219,61 159,06
Ampel
Keterangan : P1 : Perekat Isocyanat, P2 : Perekat Ekstrak merbau,
P3 : Perekat TRF, TA : Bambu tidak diawetan,
A : Bambu diawetan
Terjadi peningkatan MOE pada panel bambu andong dengan
perekat TRF, panel bambu mayan dengan perekat isocyanat dan
TRF meningkat setelah diawetkan. Peningkatan MOE pada panel-
panel J1AP3, J2AP1 dan J2AP3 masing-masing 82%, 1% dan
193%. Peningkatan kekuatan lentur (MOR) terjadi pada panel
komposit J1AP3, J2AP1, J2AP2 dan J3AP3 masing-masing sebesar
70%, 56%, 28% dan 9%. Panel bambu komposit yang diteliti dapat
digunakan sebagai komponen dinding non struktural dan dinding
sekat yang tidak menahan gaya berat maupun beban dinamis.
Keteguhan rekat panel pelupuh bambu hasil uji basah dan
kering disajikan dalam Tabel 6 dan Tabel 7.
Tabel 6. Keteguhan rekat panel pelupuh bambu pada uji basah
Jenis Bambu
Jenis Perekat
Diawetkan Tidak diawetkan
Ket. Rekat (kg/cm2)
Kerusakan Bambu
(%)
Ket. Rekat (kg/cm2)
Kerusakan Bambu
(%)
Andong P1 P2 P3
12,33 3,27 14,50
10,0 6,0 15,0
17,48 13,48 10,68
15,0 13,5 9,0
Mayan P1 P2 P3
19,34 12,17 16,47
20,0 10,0 15,0
9,93 12,65 15,03
7,5 12 18
Ampel P1 P2 P3
9,73 11,10 3,12
8,0 11,0
0
6,39 15,18 3,4
4,5 10,0
0 Keterangan : P1 : Perekat Isocyanat, P2 : Perekat Ekstrak merbau, P3 : Perekat TRF
Tabel 7. Keteguhan rekat panel pelupuh bambu pada uji kering
Jenis Bambu
Jenis Perekat
Diawetkan Tidak diawetkan
Ket. Rekat
(kg/cm2)
Kerusakan Bambu
(%)
Ket. Rekat
(kg/cm2)
Kerusakan Bambu
(%)
Andong P1 P2 P3
10,16 10,44 11,55
85,0 42,5 17,5
18,05 13,74 16,37
70,0 45,0 29,3
Mayan P1 P2 P3
14,83 8,84 13,70
60,0 72,0 8,0
15,87 11,95 16,35
40,0 21,3 51,7
Ampel P1 P2 P3
13,46 12,26 14,56
40,0 13,0 34,0
10,25 14,92 14,12
56,7 11,7 18,7
Keterangan : P1 : Perekat Isocyanat, P2 : Perekat Ekstrak merbau, P3 : Perekat TRF
Keteguhan rekat dan kerusakan bambu pada uji basah tidak
menunjukkan peningkatan dan penurunan yang berarti dari kondisi
sebelum dan sesudah diawetkan. Keteguhan rekat pada uji basah
paling tinggi 19,34 kg/cm2 dicapai oleh panel bambu mayan dengan
perekat isosianat yang diawetkan dengan kerusakan kayu 20%. Nilai
ini meningkat lebih dari 100% dibandingkan dengan panel yang tidak
diawetkan, demikian pula dengan kerusakan bambunya, hal ini
menunjukkan adanya kontribusi bahan pengawet terhadap proses
perekatan. Sebaliknya keteguhan rekat paling rendah adalah panel
bambu ampel dengan perekat TRF yang diawetkan dan tidak
diawetkan berturut-turut 3,12 kg/cm2 dan 3,4 kg/cm2 dengan
kerusakan kayu 0% yang berarti perekat tidak menembus lapisan
panel dan daya lekat perekatnya pada kondisi tersebut juga rendah.
Keteguhan rekat pada uji kering pada umumnya menurun setelah
diawetkan, tetapi kerusakan bambu meningkat.
Hasil analisis keragaman masing-masing faktor terhadap sifat
fisis dan mekanis panel bambu komposit disajikan dalam Tabel 8.
Tabel 8. Nilai Fhitung pengaruh perlakuan terhadap sifat bambu komposit
Sumber Db Fhitung
Kerapatan Delaminasi
Total MOE MOR
Ket. Rekat
Jenis bambu (A) Jenis perekat (B) Pengawetan (C) A*B A*C B*C A*B*C
2 2 1 4 2 2 4
0,624 0,227 1,036 2,664 2,005 0,305 0,995
0,301 10,723 7,585 6,029* 0,013 2,765 1,266
9,997** 4,66* 2,048 1,377 6,438*
12,473** 0,893
9,372**
13,999** 1,414 6,48**
7,549** 7,556** 1,517
4,631* 1,297 0,112 2,482 1,325 2.341 1,456
Keterangan : * berbeda nyata pada taraf 5%, ** sangat berbeda nyata pada taraf 5%.
Jenis bambu berpengaruh sangat nyata terhadap MOE dan
MOR serta berpengaruh nyata terhadap keteguhan rekat. Jenis
perekat berpengaruh sangat nyata terhadap MOR, nyata terhadap
MOE dan tidak berpengaruh terhadap keteguhan rekat. Pada Tabel
8 dapat dilihat pengaruh interaksi antara jenis bambu dengan jenis
perekat, jenis bambu dan jenis perekat terhadap sifat-sifat panel
pelupuh bambu yang diteliti. Hasil uji beda jarak nyata Duncan
terhadap parameter yang berbeda nyata disajikan pada Tabel 9.
Tabel 9. Hasil uji beda jarak nyata Duncan
Keterangan : Angka pada baris yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%.
Jenis bambu dan jenis perekat tidak berpengaruh terhadap
kerapatan panel yang diteliti. Perekat ekstrak kayu merbau dan TRF
menghasilkan nilai delaminasi yang tidak berbeda tetapi berbeda
Sifat yang diamati
Jenis bambu Jenis Perekat
J1 J2 J3 P1 P2 P3
Kerapatan 0.648a 0,628a 0,636a 0,644a 0.633a 0,635a
Delaminasi 13,97a 12,47a 13,85a 19,11a 9,77b 11,39b MOE 47434,95a 59911,63b 33952,40c 56313,27a 46351,62ab 38634,09c MOR 344,96a 386,37a 256,34b 420,90a 266,44b 300,32b Geser rekat 9,17a 10,07a 5,91b 9,50a 8,46a 7,19a
dengan perekat isosianat. Jenis bambu dan jenis perekat
memberikan pengaruh nyata terhadap MOE, MOR dan keteguhan
rekat.
Mengacu kepada Standar Jepang untuk kayu lamina
struktural (Anonim, 1996) dan berdasarkan nilai MOE dan MOR,
panel komposit bambu 3 lapis yang sesuai dengan tingkat
kekuatannya disajikan pada Tabel 10 dan Tabel 11.
Tabel 10. Tingkat kekuatan panel bambu komposit berdasarkan MOE
Tidak diawetkan Diawetkan
Panel Bambu
Komposit
MOE (kg/cm2)
Tingkat Kekuatan
Panel Bambu
Komposit
MOE (kg/cm2)
Tingkat Kekuatan
J1BP1 J2BP1 J3BP2
68.166 74.431 70.023
E65 E75 E75
J2AP1 J2AP3
75.204 76.394
E75 E75
Keterangan : J1 : bambu Andong, J2 : Bambu Mayan, J3 : Bambu Ampel, P1 : Perekat Isocyanat, P2 : Perekat Ekstrak merbau, P3 : Perekat TRF, B : Tidak diawetkan, A : Diawetkan
Tabel 11. Tingkat kekuatan panel bambu komposit berdasarkan MOR
Tidak diawetkan Diawetkan
Panel Bambu
Komposit
MOR (kg/cm2)
Tingkat Kekuatan
Panel Bambu
Komposit
MOR (kg/cm2)
Tingkat Kekuatan
J1BP1 J1BP2 J1BP3 J2BP1 J2BP3 J3BP1 J3BP2
430 357 288 433 260 328 372
F375 F330 F285 F435 F255 F300 F375
J1AP1 J1AP3 J2AP1 J2AP2 J2AP3 J3AP1
349 491 673 278 459 314
F375 F495 F555 F270 F435 F300
Keterangan : J1 : bambu Andong, J2 : Bambu Mayan, J3 : Bambu Ampel, P1 : Perekat Isocyanat, P2 : Perekat Ekstrak merbau, P3 : Perekat TRF, B : Tidak diawetkan, A : Diawetkan
Berdasarkan nilai MOE tingkat kekuatannya berkisar antara E65-E75
untuk panel bambu komposit yang diawetkan maupun tidak
diawetkan. Sedangkan berdasarkan nilai MOR (Tabel 11) tingkat
kekuatan panel komposit berkisar antara F255-F555. MOR panel
bambu komposit J2AP1 (bambu mayan diawetkan, perekat
isosianat) sebesar 673 kg/cm2 melampaui tingkat kekuatan yang
disyaratkan menurut JAS (1996) di mana tingkat kekuatan tertinggi
adalah 555 kg/cm2.
E. Ruang Lingkup
Pada tahun 2014 ini penelitian difokuskan pada teknik
pembuatan balok komposit dari bambu petung, andong dan kayu
mahoni, perekatan dengan perlakuan bentuk (tipe) penampang
komposit dan kekasaran permukaan dengan membedakan
kehalusan bidang permukaan secara mekanis dan pengujian
komponen struktur.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Jenis dan Potensi Bambu
Bambu merupakan tanaman yang sangat cepat
pertumbuhannya dibandingkan dengan kayu. Menurut Morisco
(1999), genus Bambusa mempunyai jumlah species paling banyak
terutama tersebar di daerah tropis termasuk Indonesia. Beberapa
jenis bambu yang banyak dijumpai dan dimanfaatkan di Indonesia
adalah Bambusa vulgaris Schrad (bambu kuning, bambu tutul dan
bambu ampel), Dendrocalamus asper (Schult. F.) Backer ex Heyne
(bambu petung), Gigantochloa atroviolaceae Widjaja (bambu hitam),
Gigantochloa atter (Hassk.) Kurz ex Munro (bambu ater),
Gigantochloa verticillata (Wild) Munro atau Gigantochloa pseudo
arundinaceae (Steud) Widjaja (bambu andong) dan Gigantochloa
apus Bl. Ex (Schult.f.) Kurz. (bambu apus atau bambu tali). Jenis-
jenis bambu yang umum terdapat di pasar dalam negeri khususnya
Jawa adalah bambu tali, petung, duri (ori) dan wulung (Heinz, 2004).
B. Sifat Fisis dan Mekanis Bambu
Sifat fisis dan mekanis bambu sangat berperan penting dalam
pemanfaatan bambu terutama untuk konstruksi bangunan. Secara
teoritis sifat fisis dan mekanis bambu tergantung pada jenis bambu
dan umur bambu saat ditebang, kadar lengas batang bambu, bagian
batang secara vertikal (pangkal, tengah, ujung) dan letak dan jarak
ruasnya masing-masing (bagian ruas kurang tahan terhadap gaya
tekan dan lentur, Frick (2004).
C. Kekasaran Permukaan Bambu dan Kayu
Ketika bambu digunakan sebagai bahan baku produk
komposit atau laminasi maka pada proses perekatan, kekasaran
permukaan bahan yang akan direkat merupakan bagian penting
untuk ditelaah karena merupakan bidang kontak antara bahan dan
perekat.
Perekat adalah bahan yang dapat menahan 2 buah benda
berdasarkan ikatan permukaan, dan defenisi dari perekatan itu
sendiri adalah suatu keadaan atau kondisi ikatan dimana dua
permukaan menjadi satu karena adanya gaya-gaya pengikat antar
permukaan, yaitu gaya valensi atau gaya ikatan ion dan gaya saling
mencengkram antara perekat dengan bahan yang direkat atau
interlocking forces, (Prayitno, 1996).
Kekasaran/kehalusan bidang permukaan yang akan direkat
ada pengaruhnya terhadap proses perekatan. Semakin tinggi tingkat
kekasaran permukaan akan semakin rendah mutu perekatannya,
sebaliknya semakin rendah tingkat kekasaran permukaan
kayu/bambu semakin tinggi kualitasnya. Salah satu upaya
menghaluskan permukaan bidang kayu/bambu yang akan direkat
adalah dengan cara pengampelasan (sanding). Pemilihan tingkat
kekasaran ampelas harus disesuaikan dengan kerapatan
kayu/bambu, karena semakin tinggi kerapatan kayu/bambu, semakin
sukar untuk diampelas dengan kekasaran rendah dan sebaliknya.
Amplas berfungsi untuk menghaluskan permukaan dengan
cara digosokkan, halus dan kasarnya kertas amplas ditunjukkan oleh
angka yang tercantum dibalik kertas amplas tersebut. Semakin besar
angka yang tertulis menunjukkan semakin halus dan rapat susunan
pasir amplas tersebut. Sebelum menggunakan amplas, faktor yang
sangat penting adalah memilih nomor grit yang berpengaruh pada
hasil kerja, dan seberapa lama pekerjaan dilakukan. Nomor grit
biasanya dicetak pada bagian belakang amplas, semakin besar
nomor grit, semakin halus partikel abrasifnya. Rentang nomor dari
nomor grit yang digunakan untuk menghaluskan permukaan kayu
untuk perekatan biasanya antara #60, #80. #120, #180, #240 dan
#320.
D. Pemanfaatan Bambu
Bambu dapat dimanfaatkan dalam banyak hal baik berbentuk
bulat maupun belahan. Pada konstruksi bangunan bambu banyak
dijumpai dalam bentuk tiang, balok, lantai, dinding, struktur rangka,
pintu, jendela, tangga, dinding penahan tanah, perancah dan
sebagainya (Krisdianto dkk, 2003) dan Morisco (1999). Konstruksi
bangunan bambu ini ditandai dengan pendekatan kerangka
struktural dalam konstruksi kayu. Dalam hal ini elemen lantai, dinding
dan atap saling dihubungkan dan saling bergantung satu sama lain
untuk stabilitas keseluruhan. Salah satu penggunaan bambu pada
konstruksi bangunan adalah konstruksi rangka batang. Hasil
penelitian Bachtiar (2009) menunjukkan bahwa berdasarkan analisa
terhadap beberapa model rangka atap terbukti bambu tali
(Gigantochloa apus Kurz.) berdiameter 4 cm dapat dimanfaatkan
untuk pembuatan rangka batang ruang berukuran 3 x 4 m dengan 4
tumpuan. Pada penggunaan bambu berdiameter 6 cm pada struktur
tersebut akan menambah kekuatan struktur sehingga defleksi yang
timbul menjadi sangat kecil. Dalam konstruksi rangka batang ruang
terdapat dua unsur utama yaitu komponen batang yang menerima
beban tarik atau tekan, serta alat sambung yang berfungsi untuk
menggabungkan beberapa komponen sedemikian rupa sehingga
gaya-gaya batang yang timbul dapat berpotongan pada satu titik
yang biasa disebut titik buhul.
Berkaitan dengan penggunaan bambu sebagai bahan struktur
bangunan baik bambu solid maupun komposit tidak dapat dihindari
adanya sambungan baik sambungan mekanis maupun kimia
(perekatan). Daya lekat bambu dengan bahan perekat semen atau
perekat sintetis ditentukan oleh komponen kimia yang ada di dalam
bambu, salah satunya adalah pati dan gula. Keberadaan pati dan
gula dalam bambu maupun kayu selain menjadi makanan utama
larva kumbang bubuk juga mempengaruhi daya lekat material lain
terhadap bambu. Kusumaningsih (1997), menyatakan bahwa jumlah
pati bambu ampel (Bambusa vulgaris) tertinggi dibandingkan dengan
bambu petung (Dendrocalamus asper), bambu wulung (Gigantochloa
atroviolaceae) dan bambu apus (Gigantochloa apusKurz.), sehingga
bambu tersebut mengalami kerusakan yang lebih banyak oleh
serangan kumbang bubuk. Dengan demikian selain jumlah sel pori
dan diameter sel pori, maka jumlah pati yang terkandung dalam
bambu sangat menentukan keawetan dan kekuatan rekat bambu.
Pada dasarnya sifat batang bambu ditentukan oleh sifat anatominya
(Liese, 1985). Bambu memiliki susunan anatomi yang berbeda
dengan kayu karena jaringan utama penyusun bambu adalah sel-sel
parenkim dan gugus vasculer yang mengandung pembuluh, serabut
berdinding tebal dan pembuluh tapis. Pergerakan air melalui
pembuluh sedangkan serabut berfungsi memberi kekuatan pada
kayu (Yap, 1984).
E. Struktur Rangka Atap
Salah satu pemanfaatan bambu pada konstruksi bangunan
rumah atau gedung adalah sebagai bahan struktur rangka atap.
Struktur adalah susunan atau pengaturan bagian-bagian gedung
yang menerima beban atau konstruksi utama dari bangunan tanpa
mempedulikan apakah konstruksi tersebut nampak atau tidak
nampak. Struktur bangunan umumnya terdiri dari pondasi, kolom,
pelat lantai, dinding dan kuda-kuda atap. Kuda-kuda adalah
konstruksi yang terdiri dari balok melintang (menerima gaya tarik),
balok sebagai penopang atau tiang (menerima gaya tekan) guna
menyangga gording dan kasau serta penutup atap. Meskipun atap
itu ringan, pengaruh luar terhadap konstruksi dan penutupnya harus
tetap terjamin dari suhu, cuaca (air hujan dan kelembaban udara)
serta keamanan terhadap gaya horizontal seperti angin dan gempa.
Menurut Heinz, (2004), atap adalah bagian struktur paling
atas dari suatu bangunan, yang melindungi gedung dan penghuninya
secara fisis maupun metafisis (mikrokosmos/makrokosmos).
Permasalahan konstruksi rangka atap tergantung pada luas ruang
yang harus dilindungi, bentuk dan konstruksi yang dipilih dan lapisan
penutup atapnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi beban struktur
rangka atap adalah pengaruh luar (suhu, cuaca, kebakaran),
kemiringan dan bentuk atap. Struktur atap terdiri dari elemen-
elemen :
1. Kuda-kuda terdiri dari penopang yang menyalurkan gaya tekan,
balok dasar pada kuda-kuda yang berfungsi sebagai penahan
gaya tarik, serta tiang tengah (ander) yang mendukung balok
bubungan dan menerima gaya tekan.
2. Gording (peran) sebagai penyangga kasau (usuk) terletak pada
kuda-kuda penopang, dibutuhkan jika jarak antara balok dinding
(bantalan) dan bubungan > 2 m.
3. Kasau (usuk) melintang di atas balok dinding (bantalan), peran
dan bubungan, serta berfungsi sebagai penyangga reng. Ujung
bawah kasau diteruskan menonjol pada dinding rumah ke luar,
membentuk lebar tirisan yang dikehendaki.
4. Reng merupakan bilah yang melintang di atas kasau (usuk) dan
berfungsi sebagai tempat mengaitkan genting atau penutup atap
lainnya.
5. Rangka batang adalah konstruksi rangka yang terletak pada
sebuah bidang dan saling dihubungkan dengan sendi pada
ujungnya sehingga membentuk suatu bagian bangunan yang
terdiri dari segitiga-segitiga.
Komponen struktur rangka atap bisa dibuat atau disusun dari
bahan kayu solid, kayu laminasi, bambu solid, bambu komposit,
h
Kaki kuda-kuda Tiang tengah Batang diagonal
baja, baja ringan dan lain-lain. Pada umumnya bentuk struktur
rangka atap seperti Gambar 1.
Gambar 1. Bentuk struktur kuda-kuda
Seperti telah disebutkan di atas bahwa elemen struktur rangka
pada bangunan rumah dan gedung bisa dibuat dari bahan alami atau
bahan sintetis. Elemen struktur yang berasal dari bahan alami seperti
kayu dan bambu bisa berbentuk solid atau komposit dalam bentuk
balok laminasi. Setyo H dan Gatot H.S (2005) telah membuat balok
komposit dari bambu dan kayu keruing untuk lantai beton. Hasilnya
adalah pemanfaatan bambu pada balok komposit cukup memberikan
kontribusi peningkatan kekuatan lentur yang cukup baik. Penelitian
mengenai penerapan teknologi komposit berbahan baku pelupuh
bambu pada konstruksi bangunan berstruktur berat belum banyak
dilakukan.
Bambu merupakan bahan alami yang berbentuk bulat dan
berongga, berbuku dan beruas. Dalam pemasangan bambu solid
pada komponen struktur seringkali menemui kendala antara lain
terjadi penyusutan yang mengakibatkan ikatan pada sambungan
menjadi kendor yang berakibat kekuatan geser tidak berkontribusi
pada struktur. Ukuran tidak seragam sehingga permukaan bidang
struktur atap tidak rata. Salah satu teknologi yang dapat diterapkan
pada struktur rangka adalah balok komposit berupa balok laminasi
dicampur dengan kayu. Abdurachman dkk. (2012) telah meneliti
sifat-sifat balok komposit yang terbuat dari pelupuh 3 jenis bambu
Balok bubungan
Gording tengah
Kasau/usuk
dan kayu jabon. Hasilnya adalah bahwa balok laminasi dari pelupuh
bambu lebih efektif dengan kombinasi menggunakan papan kayu
jabon dan perekat Isocyanat. Berdasarkan berat jenis/kerapatan
balok komposit dengan kombinasi kayu pada posisi di garis netral
penampang balok setara dengan kelas kuat II-III, dan berdasarkan
keteguhan tekan mutlak setara dengan kelas kuat III-IV.
Berdasarkan nilai MOE dan MOR balok laminasi dari pelupuh
bambu yang dikombinasikan dengan papan kayu jabon untuk
kegunaan laminasi struktural telah memenuhi Standar Jepang.
Pada pembuatan balok komposit atau balok laminasi bambu
dapat digunakan kayu sebagai pencampur. Jenis kayu yang
digunakan lebih baik kayu dengan mutu rendah sampai menengah.
Jenis kayu tersebut biasanya diperoleh dari hutan tanaman antara
lain kayu mahoni. Kayu mahoni (Swietenia macrophylla King)
termasuk salah satu jenis dari famili Meliaceae yang sudah banyak
ditanam di Indonesia. Kayu teras mahoni berwarna coklat muda
kemerah-merahan atau kekuning-kuningan sampai coklat tua
kemerah-merahan, lambat laun menjadi lebih tua. Tekstur kayu agak
halus, arah serat berpadu, kadang-kadang bergelombang,
permukaan kayu agak licin dan mengkilap. Kerapatan kayu mahoni
berkisar 0,53-0,67 g/cm3 dengan rata-rata 0,61 g/cm3, mudah
dikerjakan, mudah dikeringkan dengan hasil baik, tergolong kelas
kuat II-III dan secara umum tergolong kelas awet III. Kayu mahoni
dimanfaatkan sebagai bahan furniture dan bahan konstruksi struktur
ringan seperti kusen, daun pintu dan daun jendela.
BAB III. METODE PENELITIAN
A. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian ini terbagi menjadi :
1. Pengambilan dan pengumpulan bahan utama bambu dan
pengumpulan data penunjang dilakukan di Jawa Barat.
2. Pembuatan contoh uji dan pengujian bahan dan produk di
Laboratorium Pemanfaatan Hasil Hutan, Pustekolah Bogor dan
Laboratorium Pengujian Bahan, Departemen Hasil Hutan,
Fakultas Kehutanan IPB, Darmaga Bogor.
B. Bahan dan Peralatan
Bahan utama yang digunakan adalah dua jenis bambu
diperkirakan masing-masing berumur 3 tahun yaitu bambu petung
(Dendrocalamus asper (Schult. F.) Backer ex Heyne), bambu
andong (Gigantochloa pseudo arundinaceae (Steud) Widjaja) dan
kayu mahoni (Swietenia macrophylla King) berumur sekitar 8 tahun.
Pemilihan kedua jenis bambu tersebut adalah karena bambu
tersebut memiliki sifat kekuatan yang sesuai dengan penggunaannya
sebagai bahan konstruksi berat. Demikian pula kayu mahoni,
disamping potensinya cukup banyak juga bertujuan untuk lebih
memperluas pemanfaatannya terutama untuk konstruksi bangunan.
Bahan kimia yang digunakan adalah perekat isocyanat, bahan
pengawet boraks dan asam borik serta bahan penunjang yaitu
perlengkapan yang menunjang kegiatan seperti kapak, palu, golok,
pisau raut dan lain-lain. Ampelas kayu dengan 3 macam kekasaran
dengan inisial nomor 100, 180 dan 240 yang menunjukkan tingkat
kekasaran (kasar, sedang dan halus).
Peralatan yang digunakan adalah mesin gergaji belah/potong,
mesin serut, mesin ampelas, mesin bor, timbangan, meteran,
peralatan kempa dingin, mixer dan UTM untuk pengujian bahan dan
produk.
C. Prosedur Kerja
1. Persiapan bahan bambu menjadi pelupuh
a. Bambu sepanjang 3 m dibelah ruasnya dengan kapak atau
parang.
b. Batang bambu dikuliti menggunakan pisau raut untuk
mengeliminasi penyerutan pada saat akan direkat.
c. Batang bambu dibelah pada satu sisi.
d. Batang bambu direntangkan
e. Sekat rongga pada ruas dan kulit dalam dihilangkan.
2. Persiapan bahan lamina kayu mahoni.
a. Log kayu mahoni dibelah dengan pola satu sisi (life sawing),
kemudian dibuat papan sortimen tebal 2 cm + 5 mm, lebar 5 cm
+ 5 mm, dan 6 cm + 5 mm.
b. Papan lamina dikeringkan sampai kadar air kering udara (±
14%).
2. Pengawetan bambu dan kayu
a. Pengawetan bambu dalam bentuk pelupuh dan kayu mahoni
dalam bentuk papan menggunakan bahan pengawet campuran
boraks dengan asam borik dengan perbandingan 1,52 : 1 (b/b)
pada konsentrasi 3%.
b. Pengawetan dilakukan dengan metoda rendaman dingin selama
7 hari.
c. Sebelum dan sesudah perendaman dalam larutan pengawet
bambu dan kayu ditimbang beratnya, untuk menentukan nilai
retensi bahan pengawet yang dihitung menurut rumus :
A x K
R =
V
Dimana : R = Retensi (kg/cm3) A = Absorbsi larutan (kg) K = Konsentrasi larutan (%) V = Volume bahan (m3)
3. Pembuatan balok komposit
a. Balok yang dibuat berukuran penampang 6/12 cm (balok tekan
dan tarik) panjang 300 cm dengan pertimbangan ukuran tersebut
mewakili ukuran kayu bangunan yang ada di pasaran. Jumlah
lapisan terdiri dari 12 lapis pelupuh dan 2 lapis kayu mahoni
dengan bentuk penempatan kayu seperti Gambar 2.
(a). Penampang Tipe 1 (b). Penampang Tipe 2
Gambar 2. Tipe penampang balok komposit campuran pelupuh bambu dan kayu Dasar penempatan kayu pada penampang (a) adalah agar
tegangan tarik dan tekan maksimum sepenuhnya dikerjakan oleh
bambu karena tegangan maksimum tidak terjadi pada posisi di garis
netral. Sedangkan penampang (b) menunjukkan kontribusi kayu
dalam peranannya menahan tegangan yang akan terjadi.
b. Perekatan pelupuh
Pada pembuatan balok laminasi, 2 lembar pelupuh dengan
ketebalan 0,75 ~ 1,0 cm digabung menjadi setangkup dengan
perekat sehingga membentuk papan lamina 2 lapis. Perekat yang
digunakan adalah perekat tipe eksterior yaitu waterbase polymer
isocyanate dengan berat labur 200 g/m2. Untuk menambah
kekakuan balok ditambahkan papan kayu berukuran tebal sama
6 cm
Kayu
Jabo
n Pelupuh
bambu
Kayu
Jabo
n
12 cm
6 cm
Kayu
Pelupuh
bambu
Kayu
Jabo
n
12 cm
dengan dua kali tebal pelupuh. Jadi jumlah perbadingan antara
pelupuh dan kayu 6 : 2. Pengempaan lamina dilakukan dengan cara
kempa dingin (cold press) pada suhu ruangan ( 28C), tekanan
kempa 10 kg/cm2 selama 24 jam. Selanjutnya balok-balok laminasi
dibiarkan (conditioning) selama 1 minggu.
4. Analisa struktrur rangka atap.
Struktur rangka atap yang dianalisa secara simulasi adalah
rangka kuda-kuda bentang 6 m dengan dua titik tumpu seperti
Gambar 3.
Gambar 3. Struktur rangka kuda-kuda Tipe King
Perencanaan struktur kuda-kuda berdasarkan besaran nilai MOE
balok komposit yang dibuat.
5. Pengujian bahan dan produk lamina
Pengujian bahan pelaminasi yaitu pelupuh bambu meliputi
pengujian kadar air, dan kerapatan. Sedangkan pengujian produk
laminasi meliputi pengujian delaminasi, lentur statik, tekan dan
keteguhan rekat sejajar arah lamina. Metode pengujian mengacu
kepada standar JAS 1996. Pengujian struktur kuda-kuda akan
dilakukan secara simulasi dengan terlebih dahulu menghitung berat
akibat bebam mati (berat gording, berat kasau, berat reng dan berat
penutup atap serta beban hidup (orang/pekerja). Perhitungan gaya-
Tiang ander
20°
600 cm
Gording
Balok Nok
Balok Tarik
Kaki kuda-kuda
Batang tegak
Batang diagonal 109 cm
Gording
Usuk/kaso
gaya batang menggunakan software SAP 2000 dengan sistem
pembebanan sebagai berikut :
Gambar 4. Sistem pembebanan pada kuda-kuda
D. Analisis Data
Data hasil pengujian produk laminasi pelupuh bambu disajikan
dalam bentuk tabel dan diagram. Selanjutnya untuk melihat
pengaruh variabel, dianalisis dengan rancangan acak lengkap (RAL)
dengan percobaan faktorial (A x B x C) dengan 3 ulangan. Faktor A
adalah jenis bambu (petung dan andong), faktor B adalah tipe
penampang lamina (Tipe 1 dan Tipe 2) dan faktor C kekasaran
permukaan (halus, sedang dan kasar).
Parameter yang diuji meliputi :
1. Sifat fisis : kerapatan, kadar air dan delaminasi.
2. Sifat mekanis : kekuatan lentur (MOE dan MOR), tekan sejajar
serat dan kekuatan rekat.
3. Model yang digunakan adalah: Yijk = + Ai + Bj + Ck + (AB)ij +
(ABC)ijk + ijk
Keterangan:
Yijk = Pengamatan pengaruh faktor A ke-i, faktor B ke-j dan faktor
C ke-k pada ulangan ke-l
= Rata-rata harapan
A i = Pengaruh jenis bambu ke-i
20°
109 cm
600 cm
P
P P
P/2 P/2 A1
A2 A3
A4 D2 D1
V1 V2
V3
B1 B2 B3 B4 A B
Bj = Pengaruh jenis perekat ke-j
Ck = Pengaruh kekasaran permukaan ke-k
(AB)ij = Interaksi antara faktor A ke-i dan faktor B ke-j
(ABC)ijk = interaksi antara faktor A ke-i, faktor B ke-j dan faktor C ke-k
ijk = Pengaruh galat percobaan faktor A ke-i, faktor B ke-j pada
ulangan ke-ijk
Bila Fhitung> Ftabel, yang berarti pengaruh perlakuan terhadap
setiap respon yang diuji memberikan pengaruh nyata, maka
selanjutnya dilakukan uji beda dengan cara Tukey (Steel and Torrie
1990).
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian meliputi hasil pengujian laboratorium yaitu
sifat fisis dan mekanis balok bambu komposit serta perhitungan
struktur kuda-kuda secara simulasi menggunakan balok bambu
komposit yang diteliti.
A. Sifat Fisis Balok Komposit Pelupuh Bambu
Sifat fisis balok komposit pelupuh bambu yang diteliti adalah
kerapatan, kadar air dan delaminasi total dengan perlakuan jenis
bambu, tipe laminasi dan tingkat kekasaran permukaan. Nilai rata-
rata sifat fisis tersebut disajikan pada Tabel 12.
Tabel 12. Rata-rata sifat fisis balok komposit bambu yang diteliti
Kode Kerapatan
(g/cm3) Kadar Air (%)
Delaminasi
Total (%)
J1T1A1
J1T1A2
J1T1A3
J1T2A1
J1T2A2
J1T2A3
0,655
0,615
0,634
0,712
0,585
0,574
13,97
13,10
12,67
16,53
12,64
16,61
0,00
25,60
0,00
36,24
5,35
0,00
J2T1A1
J2T1A2
J2T1A3
J2T2A1
J2T2A2
J2T2A3
0,682
0,717
0,622
0,622
0,715
0,598
14,17
13,17
13,58
15,38
14,60
13,95
0,00
12,77
23,95
0,00
15,84
17,76
Keterangan : J1 = bambu petung, J2 = bambu andong, T1 = Tipe 1, T2 = Tipe 2, A1 = kasar, A2 = sedang, A3 = halus
Kerapatan balok komposit bambu untuk semua perlakuan
berkisar antara 0,574-0,717 g/cm3 dengan rata-rata 0,644 g/cm3
pada kadar air 12,64-16,61%. Kerapatan paling rendah adalah balok
J1T2A3 dan tertinggi balok J2T1A2. Dibandingkan dengan bahan
pembentuknya, kerapatan balok komposit dari pelupuh bambu tidak
jauh berbeda dengan kerapatan bambu solid petung, andong dan
kayu mahoni yaitu berturut-turut 0,742 g/cm3, 0,682 g/cm3 dan 0,512
g/cm3.
Delaminasi total balok komposit pelupuh bambu tergolong
sangat rendah sampai mencapai 36,24% (J1T2A1) dan tidak
memenuhi standar Jepang (Anonim, 1996). Hal ini antara lain
disebabkan oleh permukaan pelupuh bambu terutama bagian dalam
bambu banyak ditemuai rongga kosong sehingga perekat tidak
bekerja pada bidang rekat secara penuh. Gambar 5 menunjukkan
potongan melintang dan memanjang bidang rekat balok komposit
pelupuh bambu.
Gambar 5. Penampang lintang dan memanjang balok komposit pelupuh bambu
B. Sifat Mekanis Balok Komposit Pelupuh Bambu.
Nilai rata-rata sifat mekanis balok komposit pelupuh bambu
berdasarkan jenis bambu, tipe penampang laminasi dan kekasaran
permukaan bidang rekat disajikan pada Tabel 13.
Celah melintang
Celah memanjang
Tabel 13. Rata-rata sifat mekanis balok komposit bambu yang diteliti
Kode MOE MOR
Tekan // laminasi
Geser Rekat*
kg/cm2
J1T1A1
J1T1A2
J1T1A3
J1T2A1
J1T2A2
J1T2A3
36895,23
20855,83
19250,46
27146,05
20292,30
28758,67
302,76
205,29
174,90
168,58
186,54
260,57
402,82
377,71
423,97
467,66
306,75
311,56
26,37
29,82
22,62
24,36
27,76
23,54
J2T1A1
J2T1A2
J2T1A3
J2T2A1
J2T2A2
J2T2A3
21446,78
22149,03
24139,93
13341,93
16668,86
14483,72
188,23
137,40
143,82
146,85
156,00
128,08
359,35
285,93
320,19
285,61
330,43
266,07
20,05
22,45
25,82
27,10
26,55
24,18
Keterangan : * : Diuji pada kondisi kering
Perbedaan sifat mekanis bambu komposit pelupuh bambu lebih jelas
dapat dilihat pada histogram berikut :
Gambar 6. Histogram sifat mekanis balok komposit pelupuh bambu
petung
Gambar 7. Histogram sifat mekanis balok komposit pelupuh bambu andong
Kekakuan lentur (MOE) dan kekuatan lentur (MOR) tertinggi
dicapai oleh balok komposit bambu petung tipe 1 pada kekasaran A1
(J1T1A1), sedangkan MOE terendah balok J2T2A1, MOR terendah
balok J2T1A2. Keteguhan tekan paling tinggi ialah balok J1T2A1 dan
terendah balok J2T2A3. Untuk melihat perbedaan sifat mekanis
balok komposit yang diteliti berdasarkan jenis bambu, tipe laminasi
dan kekasaran permukaan dapat dilihat pada Tabel 14.
Tabel 14. Rata-rata sifat fisis dan mekanis balok komposit bambu
pada setiap perlakuan.
Keterangan : J1 : Bambu petung, J2 : Bambu andong, T1 : Tipe 1, T2 : Tipe 2, A1 : kasar, A2 : sedang, A3 : halus
Keunggulan masing-masing sifat dipengaruhi oleh banyak
faktor antara bentuk morfologi pelupuh bambu dan teknik perekatan.
Perlakuan MOE MOR
Tekan // serat
Geser Rekat
Kerapatan
kg/cm2 g/cm3
Jenis Bambu : J1 J2
21.069,85 19.847,22
175,87 150,19
394,30 315,08
22,02 17,29
0,648 0,665
Tipe Laminasi : T1 T2
21.065,90 19.647,73
163,51 159,30
350,54 342,73
20,19 18,16
0,672 0,653
Kekasaran Permukaan :
A1 A2 A3
22.550,43 19.991,51 22.744,41
164,11 171,61 142,40
425,21 325,21 316,57
22,87 19,12 16,93
0,695 0,639 0,624
Bambu petung dalam bentuk solid lebih unggul sifat mekanisnya
dibandingkan bambu andong, jadi kriteria ini sesuai dengan bahan
pembentuknya. Tipe laminasi secara prinsip mekanisa bahan T2
(kayu ditempat pada sisi terluar laminasi) diharapkan lebih baik fari
T1 (kayu ditempatkan pada bagian tengah laminasi). Pada penelitian
ini tipe laminasi tidak menunjukkan perbedaan yang nyata.
Berdasarkan kekasaran permukaan, kekuatan tekan sejajar laminasi
menunjukkan perbedaan yang nyata dibandingkan dengan sifat lain.
MOE, MOR dan kekuatan tekan sejajar laminasi adalah sifat-sifat
mekanis yang digunakan untuk mendisain struktur bangunan, oleh
karena itu dari hasil penelitian ini dapat dipilih kombinasi balok
komposit berdasar kriteria di atas. Bambu petung ditinjau dari nilai
MOE, MOR dan kekuatan tekan sejajar laminasi lebih baik dari
bambu andong. Tipe laminasi T1 lebih baik dari T2. Sedangkan
kekasaran permukaan berbeda-beda diantara ketiga sifat mekanis
tersebut yaitu untuk kekuatan tekan sejajar laminasi, kekasaran A3
lebih baik dari A2 dan A1, berdasarkan nilai MOE kekasaran A1, A2
dan A3 tidak begitu berbeda dan berdasarkan nilai MOR kekasaran
A2 lebih baik dari A1 dan A3. Ditinjau dari bentuk susunan komposit
(Tabel 13), komposisi terbaik berdasarkan MOE dan MOR adalah
bentuk J1T1A1 yaitu balok komposit yang terbuat dari pelupuh
bambu petung, kayu diletakkan di bagian tengah dengan kekasaran
(A1), sedangkan berdasarkan kekuatan tekan sejajar laminasi yang
terbaik adalah balok J1T2A1 karena kayu ditempatkan di sisi terluar
laminasi lebih kuat menahan beban aksial dibandingkan dengan
bambu.
Klasifikasi mutu balok komposit yang diteliti dapat disetarakan
dengan mutu atau nilai kuat acuan kayu bangunan sesuai SNI tahun
2002 seperti pada Tabel 15.
Tabel 15. Tingkat kekuatan balok bambu komposit berdasarkan MOE dan MOR
Balok Bambu
Komposit
MOE (kg/cm2)
Mutu MOR
(kg/cm2) Mutu
J1T1A1 J1T2A1 J1T1A2 J1T2A2 J1T1A3 J1T2A3
36895,23 20855,83 19250,46 27146,05 20292,30 28758,67
E36 E21 E20 E26 E21 E26
302,76 205,29 174,90 168,58 186,54 260,57
F14 F11 F10 F10 F11 F13
J2T1A1 J2T2A1 J2T1A2 J2T2A2 J2T1A3 J2T2A3
21446,78 22149,03 24139,93 13341,93 16668,86 14483,72
E22 E22 E23 E14 E17 E13
188,23 137,40 143,82 146,85 156,00 128,08
F11 - - - - -
Berdasarkan nilai kuat acuan tersebut di atas balok komposit
pelupuh bambu petung lebih baik dari bambu andong dan dapat
digunakan sebagai struktur balok maupun tiang (kolom).
C. Hasil Analisis Keragaman
Hasil analisis keragaman sesuai rancangan percobaan acak
lengkap diperoleh nilai Fhitung sifat mekanis balok komposit pelupuh
bambu seperti ditunjukkan pada Tabel 16.
Tabel 16. Nilai Fhitung pengaruh perlakuan terhadap sifat fisis dan mekanis balok komposit pelupuh bambu
Sumber keragaman
df
Nilai Fhitung
Kerapatan MOE MOR Tekan // Geser rekat
Jenis bambu Tipe laminasi Tingkat kekasaran
1 1 2
1,446 0,609 2,234
0,92 0,14* 0,49
4,20 0,05 1,31*
28,70** 5,96
6,15**
1,19 0,70 1,62
Keterangan : * : berbeda nyata pada, ** : sangat berbeda nyata pada taraf 5%
Jenis bambu (petung dan andong), dan tingkat kekasaran
permukaan (A1,A2 dan A3) berpengaruh nyata terhadap kekuatan
tekan sejajar arah laminasi, tipe laminasi (T1 dan T2) berpengaruh
terhadap MOE dan kekasaran permukaan (A1, A2, dan A3)
berpengaruh nyata terhadap MOR dan sangat nyata terhadap tekan
sejajar laminasi pada tingkat nyata 5%. Hal ini menjadi bahan
pertimbangan dalam merancang produk komposit untuk keperluan
konstruksi yang memerlukan kekuatan tinggi. Hasil uji beda nyata
terhadap variabel yang dianalisis adalah sebagai berikut:
Tabel 17. Hasil uji beda nyata pengaruh perlakuan terhadap variabel yang dinalisis
Variabel
Perlakuan
Jenis bambu Tipe laminasi Kekasaran permukaan
J1 J2 T1 T2 A1 A2 A3
MOE 21069,85a 19847,22
a 21065,90
a 19647,73
b 22550,43
a 19991,51
a 22744,41
a
MOR 175,87a 150,19
a 163,51
a 159,30
a 164,11
a 171,61
b 142,4
c
C// 394,30c 315,08
a 350,54
b 342,73
a 425,21
d 325,21
b 316,57
a
Keterangan : Angka pada baris yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%.
D. Analisa Struktur Rangka Atap
Produk komposit berupa balok yang terbuat dari campuran
bambu dan kayu dapat digunakan sebagai komponen struktur
bangunan. Sebelum balok komposit digunakan sebagai bahan
konstruksi bangunan balok perlu dianalisis terhadap material lain
yang akan membebaninya. Pada struktur rangka atap kuda-kuda
merupakan komponen utama terbentuknya rangka atap. Untuk
perhitungan perencanaan kuda-kuda diperlukan data: panjang
bentang, jarak kuda-kuda, jarak gording, jenis penutup atap dan jenis
kayu atau jenis produk yang dihasilkan berdasarkan penelitian.
Bahan struktur kuda-kuda dipilih balok komposit hasil penelitian yang
memiliki nilai kerapatan, MOE, MOR dan kuat tekan sejajar laminasi
tinggi. Ukuran penampang gording 6 x 12 cm, kerapatan 700 kg/m3,
jarak kuda-kuda 2 m dan jarak gording 1,60 m, bahan penutup atap
dipilih yang mempunyai berat sendiri 20 kg/m2 agar dapat menahan
lenturan balok komposit yang dibuat.
1. Perencanaan gording
α
(q + P) cos α
(q + P) sin α
x y
Gambar 8. Pembebanan pada gording
Pada perencanaan gording, diperhitungkan beban-beban
sebagai berikut: beban mati (q) terdiri dari berat atap dan berat
sendiri gording, beban hidup (P) sebesar 100 kg, sudut α = 20.
Perhitungan :
Berat penutup atap : 20 kg/m2, berat per satuan panjang : 32 kg/m
Berat gording : 10,08 kg/m, berat total (qt): 42,08 kg/m
Tekanan angin : 40 kg/m2, beban air hujan: 20 kg/m2, beban orang:
100 kg.
1. Akibat beban mati :
qx = qt cos 20 = 39,54 kg/m, qy = qt sin 20 = 14,39 kg/m
Mx = 1/8*qx*l2 = 19,77 kgm, My = 1/8*qy*l
2 =7,20 kgm
2. Akibat beban angin :
Muka angin (angin tekan, W1) = 0,
belakang angin (angin hisap, W2) = - 16 kg/m’, MWx = - 8 kgm.
3. Beban air hujan (tidak dihitung)
4. Beban hidup orang (P) = 100 kg
Px = P cos 20 = 93,96 kg, Py = P sin 20 = 34,2 kg,
Mx = 46,98 kgm, My = 17,1 kgm.
5. Kombinasi pembebanan yang ditinjau :
1. Pembebanan tetap : Makhir = Mmati + Mhidup :
Mx = 66,75 kgm = 6675 kgcm, My = 24,30 kgm = 2430 kgcm
2. Pembebanan sementara: Makhir = Mmati + Mhidup + Mangin hisap:
Mx = 48,75 kgm = 4875 kgcm, My =24,30 kgm = 2430 kgcm
6. Kontrol terhadap tegangan lentur (lentur ):
lentur bahan dipakai balok komposit pelupuh bambu dengan
nilai MORrata-rata = 183,085 kg/cm2) berukuran penampang 6 cm x
12 cm, diperoleh hasil :
lentur yang terjadi = 9,49 kg/cm2 < lentur bahan (OK)
7. Kontrol terhadap lendutan ():
Ebalok = 22.119,05 kg/cm2; Ix = 864 cm4; Iy = 216 cm4; diperoleh:
x = 1,25 cm ; y = 1,82 cm; total = 2,21 cm.
ijin = L/250 = 600/250 = 2,4 cm, jadi lendutan yang terjadi <
lendutan ijin.
Maka balok yang digunakan untuk gording ialah balok yang
memiliki mutu E22 (berdasar MOE) dan F11(berdasar MOR).
Namun meskipun lendutan yang terjadi lebih kecil dari lendutan
yang diijinkan, perbedaanya tidak besar, sehingga dalam pene-
rapannya perlu ditinjau ulang terhadap jarak antar kuda-kuda,
jarak gording, kekakuan lentur , kekuatan lentur dan ukuran
penampang balok.
Hasil perhitungan gaya-gaya batang pada struktur kuda-kuda
seperti Gambar 4 adalah sebagai berikut :
20°
109 cm
600 cm
G2
G3 G1
G/2 G/2 A1
A2 A3
A4 D2 D1
V1 V2
V3
B1 B2 B3 B4
A B
VB VA
2 m
Gambar 9. Letak kuda-kuda dan gording pada struktur rangka atap
Reaksi perletakan pada tumpuan A (VA) dan tumpuan B (VB)
akibat gaya-gaya yang berkerja pada struktur simetris menimbulkan
besarnya gaya reaksi sama (VA=VB) yaitu sebesar 932,39 kg.
Besar panjang setiap batang elemen struktur kuda-kuda dan
gaya batang masing-masing disajikan pada Tabel 18.
Tabel 18. Panjang dan gaya batang yang terjadi pada struktur
kuda-kuda
Batang Panjang
(m)
Gaya batang (kg)
Tekan (-) Tarik (+)
A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 V1 V2
1,60 1,60 1,60 1,60 1,50 1,59 1,50 1,50 0,55 0,55
2590,68 1991,75 1991,75 2590,68
- - - - - -
- - - -
2455,22 2452,22 2455,22 2455,22
0 0
V3 D1 D2
1,09 1,60 1,60
- 637,44 637,44
447,70 - -
Gaya tekan paling besar adalah pada batang A1 dan A4, yaitu
2590,88 kg berpenampang 6 cm x 12 cm sehingga menimbulkan
tegangan tekan sebesar 30,98 kg/cm2. Tegangan tekan tekan yang
terjadi pada batang tersebut jauh lebih kecil dibandingkan dengan
kekuatan tekan rata-rata balok komposit pelupuh bambu yang diteliti
yaitu 344,84 kg/cm2. Jadi balok komposit yang terbuat dari pelupuh
bambu petung, andong dan kayu mahoni mampu menerima beban
tekan struktur kuda-kuda seperti Gambar 8.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa :
1. Teknik pembuatan balok komposit pelupuh bambu andong,
petung dan kayu mahoni menghasilkan komposisi laminasi terbaik
ditinjau berdasarkan nilai MOE dan MOR yaitu balok (J1T1A1)
yang terbuat dari bambu petung, disusun seperti tipe 1 dengan
tingkat kekasaran A1.
2. Berdasarkan nilai kekuatan tekan sejajar laminasi yang terbaik
adalah balok (J1T2A1) yang terbuat dari bambu petung disusun
seperti tipe 2 (T2) dengan tingkat kekasaran A1
3. Penerapan pada struktur rangka atap, komponen struktur
dirancang berdasarkan nilai kerapatan tertinggi yaitu balok
komposit J2T1A2 (0,717 g/cm3) dan J1T2A1 (0,715 g/cm3).
4. Balok komposit pelupuh bambu dan kayu yang bermutu minimal
E22, F11 dapat digunakan dalam perancangan gording pada
struktur rangka atap.
5. Pada pembebanan struktur kuda-kuda yang dirancang
berdasarkan analisa terhadap beban mati dan beban hidup
menghasilkan tegangan lentur sebesar 9,5 kg/cm2 < dari tegangan
lentur bahan yang digunakan (183 kg/cm2) dan lendutan
maksimum sebesar 2,21 cm < 2,4 cm (lendutan yang diijinkan).
6. Pada analisa pembebanan struktur kuda-kuda menghasilkan gaya
tekan terbesar yang terjadi pada batang A1 (kaki kuda-kuda) dan
gaya tarik terbesar pada batang B1, B2, B3 dan B4.
7. Berdasarkan bahan penutup atap yang digunakan, balok
komposit bambu hanya dapat diterapkan pada kuda-kuda bentang
pendek atau struktur ringan.
.
B. Saran
Berdasarkan hasil penelitian sifat fisis dan mekanis, produk
balok komposit pelupuh bambu andong dan petung dicampur kayu
mahoni menggunakan perekat polimer isocyanate, balok dengan
susunan laminasi terutama J2T1A2, J1T2A1 dan J1T1A1 dapat
direkomendasikan dalam perancangan (design) komponen struktur
rangka kayu atau komponen struktur bangunan sipil lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
Abdurachman dan Saefudin, 2009. Pengaruh Pemberian Pupuk Pada Posisi Vertikal Batang Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Bambu Petung (Dendrocalamus asper (Schult. F.) Backer ex Heyne). Jurnal Penelitian Hasil Hutan, Vol. 27 No. 4. Desember 2009. Pp. 323-336.
Anonim, 1996. Japanese Agricultural Standard for Structural Glued Laminated Timber. Notification No. 111 of the Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries. January 1996.
, 2002. Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia
(PKKI NI - 5).Badan Standardisasi Nasional. Jakarta.
Bachtiar G., S. Surjokusumo, Y.S. Hadi dan N. Nugroho. 2009. Aplikasi Buluh Bambu untuk Konstruksi Rangka Batang Ruang. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis. Vol. & No. 1. Januari 2009. Pp. 22-26.
Batubara R., 2000. Pemanfaatan Bambu di Indonesia. Artikel. © 2002 USU Digital Library. library.usu.id. Diakses tanggal 13 Desember 2010.
Frick Heinz, 2004. Ilmu Konstruksi Bangunan Bambu. Kanisius. Yogjakarta.
Janssen, J.J.A., 1980. The Mechanical Properties of Bamboo Used in Construction; 173-188 in Lessard, G. & Chounard, A., Bamboo Research in Asia, IDRC, Canada.
Kusumaningsih, K.R., (1997). Pengaruh Prendaman Empat Jenis Bambu Dalam Air Terhadap Sifat Fisisa, Sifat Mekanisa dan Ketahanannya Terhadap Kumbang Bubuk. Tesis UGM. Tidak diterbitkan.
Krisdianto, Ginuk, S. Dan Agus, I., (2003). Sari Hasil Penelitian Rotan dan Bambu. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Badan Penelitan dan Pengembangan Kehutanan dan Perkebunan. Bogor. Indonesia.
Liese, W., 1985. Anatomy and Properties of Bamboos. Proceeding of the International Bamboo Workshop. Oct. 06 -14, 1985. Hangzhou, People’s Repub;ic of Chine. P. 196-208.
Manuputty M., dan Pieter Th. Berhitu, 2010. Pemanfaatan Material Bambu Sebagai Alternatif Bahan Komposit Pembuatan Kulit Kapal Pengganti Material Kayu Untuk Armada Kapal. Jurnal Teknologi Universitas Pattimura, Ambon. (7)2, 2010; 788 -794.
Morisco, 1999. Rekayasa Bambu. Nafiri Offset. Yogjakarta.
Nuryatin N., 2004. Studi Sifat Anatomi Pada Lima Jenis Bambu. Jurnal Penelitian UNIB, Vol. X No. 1. Maret 2004. P. 11-19.
Patmasari D. Dan Morisco, 2006. Sistem Perencanaan Struktur Bangunan Bambu. Tesis S2 Teknik Sipil. Universitas Gadjah Mada. Yogjakarta. Tidak Diterbitkan.
Prayitno, T.A., 1996, Perekatan Kayu, Fakultas Kehutanan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Setyo, H.N.I. dan Gathot Heri Sudibyo, 2005. Balok Komposit (Glulam) Bambu-Keruing Pada Lantai Beton. Media Teknik Sipil No. 47. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik. Universitas Djenderal Soedirman. Purwokerto.
Sharma, Y.M.L., 1987. Inventory and Resources of Bamboo : 4 – 17, In Rao, A.N.,: Dhanarajan, G. & Shastry, C.B., Recent Research on Bamboo, C.A.F., China and IDRC. Canada.
Steel, R.G.D. and J.H. Torrie. 1990. Principles and procedure of statistic. Mc. Graw Hill Book Company. New York.
Sutikno, 1986. Struktur Anatomi Empat Jenis Bambu dan Retensinya Terhadap Bahan Pengawet. Tesis, Fakaultas MIPA, Universitas Gadjah Mada, Yogjakarta. Tidak Diterbitkan.
Yap, F., K.H., 1984. Konstruksi Kayu. Bina Cipta. Bandung.
LAMPIRAN
Foto 1. Rumpun bambu petung dan andong di Tasikmalaya
Foto 2. Potongan bambu petung dan andong di Pustekolah
Foto 3. Log kayu mahoni dari Ujung Genteng Sukabumi
Foto 4. Pemotongan bambu untuk pembuatan pelupuh
Foto 5. Proses akhir pembuatan pelupuh
Foto 6. Persiapan pelupuh sebelum proses pengampelasan
Foto 7. Pemotongan pelupuh
Foto 8. Pengampelasan pelupuh
Foto 9. Penyusunan pelupuh sebagai lamina
Foto 10. Pengempaan dingin balok komposit bambu
Foto 11. Penampang balok komposit bambu
Foto 12. Contoh uji lentur statik balok komposit bambu
Foto 13. Pengujian lentur statik balok komposit pelupuh bambu
Foto 14. Pengujian kelenturan balok komposit pelupuh bambu
Foto 15. Pengujian tekan sejajar laminasi
Foto 16. Garis rekat arah memanjang yang terdelaminasi
