Kualitas Rekatan CLT dari Kayu Termodifikasi: Uji Eur J Wood

Apa itu rekatan CLT dari kayu termodifikasi? Rekatan CLT dari kayu termodifikasi adalah sambungan lem antar lamina panel cross-laminated timber yang lapisan luarnya memakai thermally modified wood, diuji kekuatan geser dan persentase gagal kayunya untuk memastikan panel aman diproduksi massal.

Informasi: Tekanan naik, kayu utuh makin kuat, TMW justru turun

Peneliti Virginia Tech menguji panel CLT yellow-poplar dalam dua versi yaitu hybrid berisi lamina thermally modified wood plus kayu utuh dan kontrol berisi kayu utuh semua. Perekat yang dipakai 1C-PUR satu komponen, lalu panel ditekan pada lima level yaitu 0,21, 0,50, 0,70, 1,03, dan 1,40 MPa. Mutu rekatan diukur lewat block shear test untuk kekuatan geser dan wood failure percentage, ditambah mikroskop untuk ketebalan garis lem dan perilaku penetrasi.

Hasilnya memperlihatkan arah yang berlawanan. Pada kayu utuh, tekanan lebih tinggi memberi kekuatan geser lebih tinggi. Pada TMW, kekuatan geser justru menurun ketika tekanan dinaikkan, padahal dari mikroskop cahaya tidak terlihat kerusakan yang jelas. Dugaan penulisnya adalah tekanan berlebih merusak atau meruntuhkan sel kayu yang sudah rapuh akibat modifikasi termal, sehingga lapisan yang dilem kehilangan daya dukung dari dalam.

Angkanya cukup tegas. Pada rentang 0,70 sampai 1,40 MPa, kayu utuh memberi kekuatan geser sekitar 1,5 sampai 2 kali lipat dibanding TMW. Artinya modifikasi termal memang menaikkan stabilitas dimensi dan daya tahan, tetapi harganya adalah kekuatan rekatan yang turun hampir setengah. Bagi produsen yang ingin memakai TMW di lapisan luar CLT demi tampilan dan durabilitas, angka ini adalah batas desain yang tidak bisa ditawar.

Informasi: Gagal di kayu bukan berarti rekatannya jelek

Wood failure percentage memberi cerita kedua yang melengkapi kekuatan geser. TMW mencatat WFP 90 sampai 100 persen, bahkan 100 persen penuh pada tekanan 0,48 sampai 1,40 MPa. Kayu utuh mencatat 60 sampai 95 persen pada rentang 0,21 sampai 1,40 MPa. Sekilas TMW terlihat lebih baik karena kerusakannya terjadi di kayu bukan di garis lem, tetapi maknanya perlu dibaca hati-hati.

WFP tinggi berarti lem menempel sangat baik, yang sobek adalah serat kayu di sekitarnya. Pada TMW ini justru menandakan substratnya yang lemah, bukan rekatan yang hebat. Panas modifikasi termal menguraikan sebagian hemiselulosa dan membuat dinding sel lebih getas, sehingga saat ditarik geser yang putus adalah kayu tipis di bawah garis lem. Lemnya kuat, kayunya yang tidak sanggup menahan beban yang sama seperti kayu utuh.

Pola ini mirip dengan temuan pada uji coating kayu bakar, di mana film yang terlalu kuat memindahkan kegagalan ke dalam kayu yang sudah termodifikasi. Pelajarannya sama. Mengejar satu sifat unggul seperti stabilitas dimensi atau ketahanan cuaca tanpa menghitung ulang kekuatan sambungan akan memindahkan titik lemah ke tempat lain. Desain panel harus memakai angka geser TMW yang sesungguhnya, bukan angka kayu utuh yang dipinjam.

Informasi: Penetrasi lem pada TMW hanya seperlima kayu utuh

Mikroskop menunjukkan perbedaan yang paling visual. Pada tekanan 0,70 sampai 1,40 MPa, penetrasi perekat pada kayu utuh tercatat 5,4 sampai 5,6 kali lipat dibanding TMW. Permukaan kayu termodifikasi menjadi lebih hidrofobik dan porinya tertutup oleh produk degradasi termal, sehingga lem 1C-PUR sulit masuk ke dalam serat. Garis lem pada TMW cenderung lebih tebal karena lem tertahan di permukaan, sementara pada kayu utuh lem menyebar masuk dan mengunci secara mekanik.

Ketika tekanan dinaikkan, ketebalan garis lem menurun dan penetrasi naik pada kedua jenis kayu. Namun laju pertumbuhan penetrasi maksimum melambat sementara penetrasi efektif terus naik, menandakan ada titik jenuh di mana tekanan tambahan hanya memeras lem keluar tanpa menambah jangkar yang berarti. Pada TMW titik jenuh itu datang lebih cepat, dan tekanan berlebih malah merusak sel seperti terlihat pada penurunan kekuatan geser.

Dari seluruh kurva inilah penulis menetapkan 0,70 MPa sebagai tekanan optimal untuk CLT berisi TMW. Pada angka itu penetrasi sudah stabil dan kekuatan geser masih maksimal. Di bawahnya lem kurang masuk, di atasnya sel mulai runtuh. Satu angka pasti untuk lantai produksi, bukan tebakan.

Untuk konteks workshop kecil seperti Piksel Industries yang mengerjakan kaligrafi ukiran kayu jati solid dan bukan panel CLT, angka 0,70 MPa ini bukan setingan yang dipakai harian. Nilainya ada pada pelajarannya. Kayu yang dipanaskan atau digosongkan permukaannya, baik disengaja seperti TMW maupun tidak sengaja karena feed CNC terlalu lambat, akan menolak lem dan finishing dengan cara yang sama yaitu pori tertutup dan adhesi turun. Itu sebabnya panel kaligrafi selalu dirakit dari jati solid kering udara dan kiln yang bersih, bukan dari bahan termodifikasi, agar lem sambungan dan coating water-based mendapat jangkar yang penuh.

Kesimpulan

Satu studi, satu angka pasti. Pada CLT yellow-poplar dengan lem 1C-PUR, kayu utuh memberi geser 1,5 sampai 2 kali TMW pada 0,70 sampai 1,40 MPa, TMW mencatat WFP 90 sampai 100 persen karena yang sobek adalah kayunya sendiri, penetrasi lem pada kayu utuh 5,4 sampai 5,6 kali TMW, dan 0,70 MPa adalah tekanan optimal tempat penetrasi stabil dan kekuatan masih maksimal. Bagi produsen panel, pesannya jelas. TMW layak dipakai di lapisan luar demi stabilitas dan tampilan, tetapi desain kekuatan harus memakai angka TMW yang sesungguhnya dan tekanan press ditahan di 0,70 MPa, bukan didorong lebih tinggi.

Pertanyaan Umum (FAQ)

Apa itu CLT? Cross-laminated timber adalah panel struktural dari beberapa lapis papan yang disusun menyilang dan direkat. Susunan menyilang memberi kekuatan dua arah sehingga panel bisa dipakai untuk dinding dan lantai bangunan kayu.

Apa itu thermally modified wood? Kayu yang dipanaskan pada suhu tinggi dalam kondisi terkontrol untuk menaikkan stabilitas dimensi dan ketahanan terhadap jamur. Prosesnya menguraikan sebagian hemiselulosa sehingga kayu lebih stabil tetapi juga lebih getas.

Apa itu wood failure percentage? Persentase luas bidang patahan yang terjadi di kayu, bukan di garis lem, pada uji geser blok. Nilai 100 persen berarti lem lebih kuat dari kayunya, yang sobek sepenuhnya adalah serat kayu.

Kenapa tekanan 0,70 MPa disebut optimal? Karena pada angka itu penetrasi perekat sudah stabil dan kekuatan geser TMW masih maksimal. Tekanan lebih rendah membuat lem kurang masuk, tekanan lebih tinggi merusak sel kayu termodifikasi dan menurunkan kekuatan.

Artikel ini disusun dari berbagai sumber terpercaya, riset akademik, literatur industri, dan pengalaman workshop, untuk menyebarluaskan informasi yang bermanfaat bagi industri perkayuan.

Sumber Riset

1. Masoumi, H., Bond, B., Hindman, D., dan Sharp, J. (2026). Adhesive bonding quality of cross-laminated timber made of thermally modified and unmodified wood. European Journal of Wood and Wood Products. https://doi.org/10.1007/s00107-026-02481-7