My Diary Life: SIFAT MEKANIKA KAYU

SIFAT MEKANIKA KAYU

SISKA DAUD

M 1 1 1 1 1 316

FAKULTAS KEHUTANAN

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2012

ABSTRAK

Laporan ini menyajikan tentang pengamatan salah satu sifat mekanika kayu yaitu kelenturan kayu. Kelenturan kayu adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban-beban mati maupun hidup selain beban pukulan yang harus dipikul oleh kayu tersebut. Dalam pembahasan laporan ini mencakup mengenai elastisitas kayu, batas ketahanan kayu dan hubungan beban dengan defleksi dengan menggunakan sampel kayu yang berukuran 2 x 2 x 30 cm. Hasil akhirnya akan didapatkan nilai MOR dan MOE dari data pengamatan yang dilakukan.

Kata kunci:

Mekanika kayu, Modulus elastis, defleksi, keteguhan patah.

I. PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kayu merupakan hasil hutan yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pemilihan dan penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaian, memerlukan pengetahuan tentang sifat-sifat kayu. Sifat-sifat ini penting sekali dalam industri pengolahan kayu sebab dari pengetahuan sifat tersebut tidak saja dapat dipilih jenis kayu yang tepat serta macam penggunaan yang memungkinkan, akan tetapi juga dapat dipilih kemungkinan penggantian oleh jenis kayu lainnya apabila jenis yang bersangkutan sulit didapat secara kontinyu atau terlalu mahal.

Sifat mekanik kayu ialah kemampuan kayu untuk menahan muatan atau beban dari luar. Muatan dari luar ialah gaya-gaya di luar benda yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya benda.

Gaya adalah setiap usaha yang cenderung untuk menggerakkan benda yang diam, atau mengubah bentuk dan ukurannya, atau mengubah arah dan kecepatan benda yang bergerak.

Ada beberapa macam gaya yang dapat bekerja pada benda yang disebut gaya primer yaitu :

1. Gaya yang mengakibatkan pemendekan ukuran atau memperkecil volume benda disebut gaya tekan (compressive stress)

2. Gaya yang cenderung untuk menambah dimensi atau volume benda disebut gaya tarik (tensile stress)

3. Gaya yang mengakibatkan satu bagian benda bergeser terhadap bagian benda yang lain disebut gaya geser (shearing stress)

4. Gaya lengkung (bending stress) adalah hasil kombinasi semua gaya primer yang menyebabkan terjadinya pelengkungan.

Sifat mekanika biasanya merupakan syarat-syarat terpenting bagi pemilihan kayu sebagai bahan struktural misalnya untuk konstruksi bangunan, palang-palang lantai, tiang listrik, kerangka perabot rumah tangga, alat-alat olah raga, alat kedok-teran dan lain-lain.

Sifat mekanika kayu terdiri dari keteguhan tarik, keteguhan tekan/kompressi, keteguhan geser, keteguhan lengkung (lentur), kekakuan, keuletan, kekerasan, dan keteguhan belah. Dalam laporan ini, percobaan yang dilakukan khusus mengenai keteguhan lengkung (lentur).

Keteguhan lengkung/lentur adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban mati maupun hidup selain beban pukulan. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan yaitu :

a. Keteguhan lengkung statik, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara perlahan-lahan.

b. Keteguhan lengkung pukul, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara mendadak, misalnya pukulan.

Dengan mengetahui sifat-sifat mekanik kayu, kita dapat memastikan fungsi spesifik dari suatu bahan dan kita bisa mengetahui bahan tersebut cocok digunakan untuk bidang tertentu. Karena setiap bahan memiliki sifat-sifat

mekanik dan fisik yang berbeda maka pengetahuan tentang sifat-sifat ini adalah hal yang mutlak untuk diketahui. Dalam praktikum ini kita akan mengetahui tentang salah satu sifat mekanik bahan kayu, khususnya sifat kekuatan lentur. Dimana pada hasil akhirnya kita dapat mengetahui kekuatan lentur dari suatu bahan yang kita uji.

II. METODE PERCOBAAN

A. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sampel kayu yang berukuran (2 x 2 x 30) cm. Sedangkan alat yang digunakan yaitu deflektor dan alat tulis-menulis untuk mencatat hasil pengamatan.

B. Lokasi Praktikum

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa, tanggal 11 Desember 2012 pukul 16.00 – 17.00 di Laboratorium Sifat Dasar dan Teknologi Kimia Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Universitas Hasanuddin, Makassar.

C. Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja dari praktikum ini yaitu:

1. Menyiapkan alat yang akan digunakan dalam praktikum ini

2. Menyediakan sampel kayu yang berukuran (2 x 2 x 30) cm.

3. Mengukur dimensi sampel kayu tersebut

4. Menyalakan deflektor

5. Meletakkan sampel kayu yang diukur pada deflektor, kemudian melakukan pengamatan dengan kelipatan 5 kali

6. Mencatat hasil pengamatan

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

No.	P(beban)	Y(Defleksi(cm))
17	85	0,372
18	90	0,394
19	95	0,414
20	100	0,435
21	105	0,458
22	110	0,485
23	115	0,511
24	120	0,532
25	125	0,558
26	130	0,584
2 7	135	0,62
28	140	0,653
29	145	0,693
30	150	0,748
31	155	0,88
32	159	0,952

No.	P (beban)	(Defleksi(cm))
1	5	0,003
2	10	0,075
3	15	0,18
4	20	0,132
5	25	0,161
6	30	0,18
7	35	0,195
8	40	0,215
9	45	0,233
10	50	0,249
11	55	0,262
12	60	0,282
13	65	0,298
14	70	0,311
15	75	0,331
16	80	0,352

Tabel Hasil Pengamatan Kelenturan Kayu

Grafik Hubungan Beban dengan defleksi

Bentuk linear Hubungan beban dengan defleksi

Data pengukuran dimensi berupa : d = 20,37 mm = 2,037 cm

b = 18,54 mm = 1,854 cm

L = 14 cm

P = 159 kg ;

Perhitungan:

Regresi

Y= ax + b

a= DP/DY

Y= 243,1x - 8,125

MOR =

= 868,40 kg/cm²

= 5336531,2/62,68

= 85139,29 Kg/cm²

B. Pembahasan

Pada tabel hasil pengujian kelenturan atau elastisitas kayu menunjukkan bahwa pada saat beban kayu mencapai 159 kg, sampel kayunya sudah sampai pada batas beban. Ketika sampel kayu tersebut diberi beban pada batas proporsinya, panjang kelenturan kayu tersebut mencapai 0,952 cm atau 9,52 mm.

Dari hasil pengukuran dimensi, didapatkan nilai d atau tebal sampel kayu yang diukur yaitu 20,37 mm atau sama dengan 2,037 cm, dan untuk b atau lebar sampel kayu yang diukur yaitu 18,54 mm atau sama dengan 1,854 cm. Sedangkan untuk jarak sanggahnya atau L sepanjang 28 cm. Adapun hasil perhitungan MOR (Modulus Of Rupture) atau keteguhan patah diperoleh dengan menggunakan rumus 1.5 P x L/bd² dan didapatkan hasil MOR sebesar 868,40 kg/cm².

Kekuatan lentur patah atau Modulus of Rupture (MOR) merupakan sifat mekanis kayu yang berhubungan dengan kekuatan kayu yaitu ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaya luar yang bekerja padanya dan cenderung merubah bentuk dan ukuran kayu tersebut. Modulus of Rupture (MOR) dihitung dari beban maksimum (beban pada saat patah) dalam uji keteguhan lentur dengan menggunakan pengujian yang sama untuk MOE.

Untuk pengukuran MOE (Modulus Of Elasticity) atau modulus elastis dengan menggunakan rumus pl³/4bd³Y diperoleh nilai MOE sebesar 85139,29 kg/cm². Semakin tinggi modulus elastis suatu kayu, maka semakin kaku juga kayu tersebut. Pada umumnya untuk kayu yang memiliki kekakuan yang tinggi lebih baik kualitasnya untuk penggunaan struktur bangunan.

Kekuatan lentur atau Modulus of Elasticity (MOE) adalah suatu nilai yang konstan dan merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan dibawah batas proporsi. Tegangan didefinisikan sebagai distribusi gaya per unit luas, sedangkan renggangan adalah perubahan panjang per unit panjang bahan.
Modulus elastisitas (MOE) berkaitan dengan regangan, defleksi dan perubahan bentuk yang terjadi. Besarnya defleksi dipengaruhi oleh besar dan lokasi pembebanan, panjang dan ukuran balok serta MOE kayu itu sendiri. Makin tinggi MOE akan semakin kurang defleksi balok atau gelagar dengan ukuran tertentu pada beban tertentu dan semakin tahan terhadap perubahan bentuk.

Determinasi MOR dilakukan bersamaan dengan pengujian MOE Pengujian dilakukan pada arah sejajar panjang. Pengujian dilakukan dengan pemberian beban pada bagian tengah contoh uji. Jarak sanggah (L) yang digunakan adalah 28 cm. Gaya yang terdapat pada balok saat dimuati beban, yakni gaya tekan, gaya geser, dan gaya tarik.

Pada umumnya dapat dikatakan bahwa kayu-kayu yang berat sekali juga kuat sekali, dan bahkan kekuatan, kekerasan, dan sifat mekanik lainnya adalah berbanding lurus dengan berat jenisnya (PKKI 1961). Lembaga Pusat Penyelidikan Kehutanan membagi-bagi kekuatan kayu Indonesia dalam lima kelas kuat, hal ini dapat dilihat sebagai berikut:

Kelas Kuat Kayu Berdasarkan Berat Jenis, MOR, dan Kekuatan Tekan sejajar
Kelas      Kuat Berat Jenis      MOR(kg/cm2) Kekuatan tekan Sejajar Serat (kg/cm2)
       I                     >90                 >1100                                     >650
      II                0.90-0.60                        1100-725                   650-425
      III               0.60-0.40                        725-500                     425-300
      IV             0.40-0.30             500-360                     300-215
      V                    <0.30                <360                         <215

Menurut data di atas, dapat diketahui bahwa sampel kayu yang digunakan sebagai sampel dalam praktikum ini dengan nilai MOR sebesar 868,40 kg/cm² tergolong kelas kayu kelas II.

Berdasarkan nilai MOE (Modulus of Elasticity) PKKI 1961 (Peraturan Kontruksi Kayu Indonesia) membasi kekuatan kayu Indonesia dalam empat kelas kuat. Kelas kayu berdasarkan MOE (Modulus of Elassticcity) :

Kelas Kuat Kayu Berdasarkan MOE ( Modulus of Elasticity)

Kelas                      Kuat MOE (kg/cm2)
I                                          125.000
II                                        100.000
III                                       80.000
IV                                       60.000

Berdasarkan data di atas maka dapat diketahui bahwa kayu yang digunakan sebagai sampel dengan nilai MOE sebesar 85139,29 kg/cm² tergolong kelas kayu II.

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Kayu mengalami batas proporsi saat dibebani beban seberat 159 kg dengan batas defleksi 0,952 cm.

2. Nilai MOR atau keteguhan patah yang diperoleh sebesar 868,40 kg/cm² .

3. Nilai MOE atau modulus elastis yang diperoleh sebesar 85139,29 kg/cm².

4. Berdasarkan nilai MOR dan MOE, sampel kayu tergolong kelas II.

REFERENSI

http://eriska-ahmad.blogspot.com/2010/06/ptmbtuji-lentur.html diakses tanggal

20 Desember 2012

http://www.adipedia.com/2011/06/sifat-fisis-dan-mekanik-kayu.html diakses

tanggal 22 Desember 2012

http://id.shvoong.com/books/dictionary/2242088-sifat-mekanik kayu/ diakses tanggal