## Penyelidikan Kuat Tekan Komposit Polimer yang Diperkuat Serbuk Kayu Sebagai Bahan Baku Konstruksi Kapal Kayu
Suhardiman, Asroni Mukhlis Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Bengkalis
E-mail : Suhardiman@polbeng ac.id

## Abstrak
Pada  saat  ini,  penggunaan  bahan  baku  kayu  untuk  pembuatan  konstruksi  kapal  kayu  sangat terbatas.Sementara  hasil  serbuk  kayu  dari  olahan  mabel  tidak  dimanfaatkan  secara  ekonomis.  Oleh karena  itu  perlu  perlu  dilakukan  kajian  untuk  serbuk  kayu  menjadi  bahan  baku  alternative  pada pembuatan  konstriksi  kapal  kayu.  Dalam  penelitian  ini, digunakan  serbuk  kayu  dengan  bahan  pengikat polimer resin. Proses dalam pelaksanaan penelitian ini, dengan menvariasikan 4 variabel perbandingan yaiti 1:1, 2:1, 2.5:1 dan 3:1 dengan fraksi volume. Kemudian dibuat spesimen uji tekan sebanyak 5 buah spesimen  untuk  masing-masing  variabel..  Hasil  menunjukkan  bahwa  perbandingan  serbuk  kayu  dengan polimer  resin    (1:1),  mendapat  nilai  kekuatan  tekan  fc  =  820  kg/cm 2 ,  (2:1),  mendapat  nilai  kekuatan tekan  fc  =  620  kg/cm 2 ,  (2,50:1),  mendapat  nilai  kekuatan  tekan  fc  =  500  kg/cm 2 ,  dan  (3:1),  mendapat nilai kekuatan tekan fc = 580 kN/mm 2 .
Kata kunci : serbuk kayu, komposit, polimer, kuat tekan

## 1. Pendahuluan
Kayu merupakan bahan baku untuk pembuatan  kapal  kayu  dan  mebel,  hal  ini dikarenakan  kayu  mudah  dibentuk  dan  mudah mendapatkannya.  Pada  proses  pengolahan tersebut  juga  menghasilkan  serbuk  kayu  yang tidak sedikit sehingga banyak manusia mengolah  serbuk  tersebut  menjadi  bahan  baku yang  dapat  dimanfaatkan  kembali..  Dalam  hal ini  serbuk  dari  sisa  olahan  kayu  belum  dikenal baik  oleh  masyarakat  tentang  kegunaannya, sehingga  pemanfaatan  belum  maksimal  dan hanya  menjadi  limbah  dilingkungan.  Untuk penelitian  ini    serbuk  kayu  dari  sisa  olahan pabrik  akan  diuji  kekuatan  dengan  menganalisa serbuk  kayu  dengan  matrik  polimerr  resin sehingga  akan  didapatkan  kekuatan  kedalam kelas  kayu  yaitu  I,  II,  sampai  IV.  Untuk penggunaan  pembuatan  kapal  kayu  diperlukan kelas  kayu  untuk  merencanakan  kontruksinya. Misalnya pada keel kapal diperlukan kelas kayu I.  Sedangkan  pada  konstruksi  bangunan  atas kapal diperlukan kelas kayu II.
Selain  itu  pemakaian  kayu  sebagai  bahan konstruksi kapal tidak sepesat pemakaian bahan beton  atau  baja  disebabkan  oleh  Panjang  kayu yang  terbatas,kekuatan  kayu  relatif  kecil, penampang kayu kecil. mudah terpengaruh oleh
zat-zat kimia, peka sekali terhadap kadar air dan sifat kembang-susutnya besar.
Adapun  tujuan  adalah  menyelidiki  kekuatan serbuk  kayu  yang  dijadikan  bahan  komposit yang kemudian dihubungkan dengan penggunaan pada konstruksi kapal kayu.

## 1.1 Material Kayu
Indonesia  merupakan  suatu  negara  yang sangat kaya akan bahan kayu baik jenis maupun kuantitasnya,  maka  pemakaian  bahan  kayu untuk konstruksi dapat dikembangkan, walaupun pada saat ini manusia lebih menyukai bahan beton atau bahan baja untuk struktur dari suatu bangunan.
Pada  Gambar  1  memperlihatkan  struktur  kayu serta  keterangan  yang  terdapat  pada  pada Gambar kayu dibawah ini.
Gambar 1. Gambar Struktur kayu
1.2 Sifat mekanis bahan kayu
Faktor-faktor  yang  mempengaruhi  sifat-sifat mekanis  bahan  kayu  antara  lain  yaitu  :  Berat jenis,  Kadar  lengas,  Kecepatan  pertumbuhan, Posisi  cincin  tahun,  Mata  kayu,  Retak-retak, Kemiringan arah serat, Batang pohon kayu mati atau hidup, Pengerinagan kayu alami atau oven, dan Pengawetan Waktu.
Lembaga  pusat  penyelidikan  kehutanan membagi  kekuatan  kayu  Indonesia  dalam  lima kelas-kuat  didasarkan  pada  jenis  kayu  yang diteliti sebagai berikut:
Tabel 1. Kelas kuat jenis kayu Kelas kuat Berat jenis Kekuatan lengkung Absolut (kg/cm 2 ) Kekuatan tekan Absolut (kg/cm 2 ) I II III IV V > 0.90 0.90-0.60 0.60-0.40 0.40-0.30 < 0.30 > 1100 1100 – 725 725 – 500 500 – 360 < 360 >650 650– 425 425– 300 300– 215 <215
Sumber: Biro Klasifikasi Indonesia (1989)
1.3 Komposit
Komposit adalah gabungan dari dua komponen  atau  lebih  yang  memberikan  sifat kaku.  Komposit  mempunyai  kelebihan  akan daya  tahan  terhadap  lingkungan  korosif,  rasio kekuatan  terhadap  berat  yang  tinggi,  sifat mekanik,  insulasi  listrik  yang  baik  serta  dapat dibuat  dalam  berbagai  bentuk.  Disamping kelebihan,  komposit  juga  memiliki  kekurangan sebagai  berikut  :  tidak  dapat  digunakan  pada temperatur > 400 o F, kekakuan tidak terlalutinggi dibandingkan  dengan  logam  dan  harga  bahan baku yang relatif tinggi. Sedangkan keuntungan dari  komposit  adalah  ringan,  kaku  dan  kuat, maka  komposit  banyak  digunakan  dalam aplikasi kehidupan sehari-hari.

## 1.4 Pengujian Tekan
Beberapa  pengertian  yang  berkaitan  dengan Metode Pengujian ini :
1. kuat  tekan  kayu  bangunan  struktural  adalah gaya tekan per satuan luas bidang tekan;
2. kuat tekan sejajar arah serat adalah kekuatan kayu  memikul  beban  yang  bekerja  padanya yang  arah  beban  sejajar  dengan  arah  serat kayu;
3. kuat  tekan  tegak  lurus  arah  serat  adalah kekuatan  kayu  memikul beban  yang bekerja padanya yang arah bebantegak lurus dengan arah serat kayu;
4. benda uji bebas cacat adalah benda uji kayu yang  bebas  dari  mata  kayu,  gubal,  retak, lubang, jamur, rapuh dan tidak memuntir;
5. Newton  adalah  satuan  menurut  Sistem Internasional  (SI)  untuk  gaya  ekivalen dengan 0,1 kgſ dan ditulis dengan notasi N;
6. Mega  Pascal  adalah  106  pascal  ekivalen degan  kgſ/cm2  dan  ditulis  dengan  notasi Mpa;
7. kayu kering udara adalah kayu dengan kadar air maksimal 20%;
8. gubal  adalah  bagian  terluar  dari  kayu  yang berbatasan  dengan  kulit  dan  merupakan bagian  batang  yang  masih    hidup  berisi  zat makanan cadangan biasanya berwarna terang.
Benda  uji  harus  memenuhi  ketentuan  yaitu ukuran  benda  uji  dalam  milimeter,  seperti Gambar 2;
Gambar 2. Contoh Gambar benda uji tekan

## 2. Methodologi

## 2.1. Tempat
Tempat penelitian dilaksanakan
Laboratorium  Uji  Material  Program  Studi Teknik  Mesin  Politeknik  Negeri  Bengkalis  dan didasari dengan pengumpulan data yang diambil dari  hasil  pengujian  langsung  dilapangan  dan mengamati objek yang diteliti serta menganalisanya.
2.2 Persediaan Bahan
Adapun bahan utama yang harus dipersiapkan  dalam  pembuatan  spesimen  yaitu serbuk  kayu  dimana  pengambilan  serbuk  kayu dari  sisa  olahan  pabrik mable yang  berada  di Bengkalis
Gambar 3. Serbuk kayu (Sumber: Dokumentasi)
Untuk pengikat serbuk kayu digunakan resin.

## 2.3  Pembuatan Spesimen
Pembuatan spesimen yang telah
direncanakan  dengan  ketentuan-ketentuan  yang telah  direncanakan.  Pembuatan spesimen  uji yaitu  berbentuk  balok  persegi  panjang  dengan ukuran  50  x  50  x  200  mm  dari  hasil  cetakan sesuai  standar  Nasiaonal  indonesia  (SNI)  03- 3958-1995 sebagai berikut:
Gambar 4. Spesimen Uji (Sumber: Dokumentasi)

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Komposit Serbu Kayu : Resin (1 : 1)
Ganbar 5. Spesimen 1:1 (Sumber: Dokumentasi)
Dari  hasil  pengujian  dapat  didevinisikan pada saat  melakukan pengujian sampel pertama spesaimen  mengalami  tekukan  pada  bagian tengah samping spesimen bertepatan jarum nilai kuat  tekan  mulai  berkisar  pada  angka  dua ratusan pada mesin uji, setelah proses pengujian berlangsung sebelum mencapai batas maksimun, maka spesimen langsung mengalami pecah  dari  bentuk  spesimen  awal  sebelum dilakukan pengujian.
3.2 Komposit Serbuk Kayu : Resin (2 : 1)
Pada  spesimen  ini  saat  dilakukan  pengujian tekan, spesimen mengalami perubahan deformasi  awal  mulai  dari  berkisarnya  jarum skala  menunjukkan  angka  pada  seratusan sehingga sampai pada batas maksimum sepesimen uji terjadi  tekukan atau bengkok, dan pada  bagian  tengah  samping  permukaan spesimen tampak retak atau remuk, seperti pada gambar  diatas  spesimen  yang  telah  dilakukan pengujian pada gambar 6 dibawah.
Gambar 6. Spesimen 2:1 (Sumber: Dokumentasi)

## 3.3 Komposit Serbuk Kayu : Resin (2.5:1)
Gambar 7. Spesimen 2.5:1 (Sumber: Dokumentasi)
Pada saat pengujian spesimen sampel ketiga, spesimen  uji  mengalami  deformasi  setelah jarum  skala  mesin  uji  tekan  menunjukan  angka ratusan  sudah  mulai  terjadi  bengkokan  dan berbentuk retak-retak akar pada bagian permukaan samping spesimen sehingga kekuatan tekan sampai kebatas maksimum yang telah  ditentukan.  Dari  hasil  pengujian  spesimen yang  telah  diuji  dapat  dilihat  pada  gambar  7 diatas.

## 3.4  Komposit Serbuk Kayu : Resin (3:1)
Berdasarkan  perlakuan  spesimen  yang  telah dilakukan  pengujian  uji  tekan  pada  sampel keempat kemampuan kekuatan sampel
mengalami pecah pada jarum skala menunjukkan angka 145 kN/mm 2 . Pada
spesimen  ini  dari  bentuk  pecahnya  dapat diuraikan  bahwa  pada  kekuatan  beban  berkisar antara ratusan pada jarum skala, spesimen mulai terjadi  retak  dibagian  tengah  samping  semua permukaan  spesimen,  selama  berlangsungnya proses  pengujian  belum  sampai  pada  beban maksimum  spesimen  uji  langsung  mengalami pecah  yang  tidak  beraturan,  sehingga  dari bentuk  pecah  pada  hasil  pengujian  sampel keempat  tersebut  dapat  dilihat  pada  gambar  8 dibawah.
Gambar 8. Spesimen 3:1 (Sumber: Dokumentasi)
Dari  perhitungan  nilai  setiap  spesimen  yang telah  dilakukan  pegujian  tekan,  maka  telah dapat  perbandingan  kekuatan  tekan  antara empat  komposisi  tersebut  seperti  pada  tabel dibawah ini:
Tabel 1. Hasil Kuat Tekan sampel Kelas kuat Berat jenis (gr/cm 3 ) Kuat tekan Absolut (kg/cm 2 ) 1 2 3 4 I II II sII 1,35 1,33 1,32 1,30 820 620 500 580
Berdasarkan  nilai  kekuatan  tekan  yang diambil  dari  perhitungan  diatas,  maka  akan dapat  nilai  tekan  setiap  sampel  dan  dapat disimpulkan  bahwa  terdapat  nilai  maksimum dan  nilai  minimum  seperti  pada  table  diatas. Adapun nilai pada kekuatan tekan yang terbesar yaitu spesimen yang campurannya resin dengan serbuk kayu (1:1), dan nilai terbesar kedua yaitu spesimen  yang  campurannya  resin  dengan serbuk kayu (2:1), dan nilai terbesar ketiga yaitu spesimen  yang  campurannya  resin  dengan serbuk  kayu  (2,50:1)  dan  nilai  terkecil  dari keempat sampel yaitu spesimen yang campurannya resin dengan gr serbuk kayu (3:1).
4. Simpulan

## 4.1 Simpulan
1. Dari  hasil  pengujian  tekan  specimen sebanyak  4  variabel  penelitian,  maka didapat nilai dari masing-masing variabel sebagai berikut: fc (1:1) = 820 kg/cm 2 ,  fc  (2:1)  =  620  kg/cm 2 ,  untuk, fc (2.5:1) = 500 kg/cm 2 , dan fc (3:1) =
580 kg/cm 2 , untuk spesimen keempat.
2. Dari  keempat  persentase  campuran diatas  dapat  diambil  satu  sampel  yang mempunyai nilai kekuatan terbesar dan memenuhi setandar yaitu dengan campuran (1:1) antara komposit serbuk kayu dengan polimer resin. 3. Berdasarkan  pengujian  material,  maka telah  diketahui  nilai  maksimum  dari material komposit tersebut. 4.2 Saran
1. Untuk  kesempurnaan  hasil  pengujian, hendaknya  memperhatikan  fisik  dari mesin  uji  tersebut,  karena  fisik  mesin kurang  sempurna  dapat  mempengaruhi nilai uji dan gagal uji.
2. Apabila  ada  yang  ingin  meneruskan penelitian ini, sebaiknya jumlah spesimen diperbanyak lagi untuk kesempurnaan  atau  agar  lebih  akurat dari  hasil  pengujian  ini,  serta  metode pada persentase campuran serbuk kayu sebagai  bahan  baku  harus  diperhatikan dengan  membuat  sampel  sebanyak mungkin  untuk  dibandingkan  mana yang layak digunakan.
3. Laporan tugas akhir ini dapat dikembangkan lagi dengan cara
dilakukan pengujian tarik dan pengujian bending.

## Daftar Pustaka
Biro  Klasifikasi  Indonesia,  (1996).    “  Peraturan Klasifikasi  dan  Konstruksi  Kapal  Kayu”, Surabaya
Dramansyah,  (2010).”Evaluasi  Sifat  Komposit Fiber glass” . Universitas Indonesia, Jakarta.
Hunggurami, E, (2015). “Pengujian Kuat Tekan dan  Kuat  Lentur  Material  Pengganti  Kayu”, Jurnal Teknik Sipil Vol. IV, No.2 Jakarta
Pari, (2002).  “Serbuk Gergaji Merupakan  Salah Satu  Jenis  Limbah  Industri  Pengolahan  Kayu Gergajian”,  Jurnal  Rekayasa  Teknik  Sipil, Bandung
Stark, N.M., and Rowlands, R.E.,2002., “Effect of  Wood  Fiber  Characteristic  on  Mechanical
Properties of
Wood/Polypropylene Composites .,” Wood and Fiber Science.,Vol.35- 2003.