an Kayu ahan Tek Ba i ogi ksi Pengeri Penguji Kayu, Abstract Kompetensi Program Tatap Muka Kode MK knolo Teknik Sipil MK11009

Transkripsi

1 MODUL PERKULIAHAN Tek knolo Ko nstru ogi ksi Ba i ahan Pengeri ingan Kayu, Pengawetan Penguji an Kayu Kayu, Fakultas Fakultas Teknikk Perencanaan dan Desain Program Studi Teknik Sipil Tatap Muka 04 Kode MK MK11009 Disusun Oleh M Abstract Matakuliah Teknologi Bahan Konstruksi mengenai spesifikasi bahan material yang berbeda-beda, sesuai dengan kebutuhannya serta teknologi konstruksi yang mendukungnya. Kompetensi Mahasiswa dapat menjelaskan jenis bahan-bahan bangunan beserta kelebihan dan kekurangannya secara keseluruhan sebelum memutuskan untuk memilih atau menggunakannya dalam proses konstruksi, dan juga teknologi konstruksi yang mendukungnya.

2 A. PENDAHULUAN Pengeringan kayu adalah suatuu proses pengeluaran air dari dalam kayu hingga mencapai kadar air yang seimbang dengan lingkungan dimana kayu akan digunakan tanpa menurunkan kualitas kayu tersebut. Keuntungan utamaa mengeringkan kayu sebelum dijadikan produk, antara lain : Membebaskan kayu dari serangan jamur. Menstabilkan dimensii kayu, sehingga kayu tidak akan lagi mengalami perubahan bentuk, retak maupun pecah. Menjadikann warna kayu lebih cerah/terang. Rendemen produk berkualitas baik meningkat. Memudahkan kayu untuk dicat dan dipelitur (finishing). Tiga syarat utama yang harus dipenuhi dalam mengeringkan kayu, yaitu: - Cukup energi panas - - Energi panas digunakanuntuk memanaskan/menguapkan air dari dalam kayu, terutama pada kayu yang kadar airnya sudah mencapai 30 %. Untuk mengeringkan kayu tersebut hingga ke kadar air di bawah 15 % memerlukan penambahan panas. Cukup kelembaban Kelembaban ini disesuaikan dengan tingkat kadar air kayu. Sirkulasi udara Sirkulasi udara yang baik dapat menghantarkan panas secara merata mengenai seluruh permukaan kayu dari setiap tumpukan. Makin cepat peredaran udara semakin cepat kayu mengering dan semakin merata tingkat kekeringannya. Sirkulasi udara yang normal untuk pengeringan adalah 2 m/detik. B. KADAR AIR Kadar air keseimbangan (KA.k)adalah kadar air kayu padaa kondisi dimana kayu tidak akan mengeluar rkan atau menyerap air kembali ke/dari lingkungannya. 2

3 Pengeringan Kayu, Pengawetan Kayu, Kadar air kayu kering yang dipersyaratkan tidak sama untuk setiap tujuan pemakaian. Dasar penentuan kekeringan kayu adalah dengan mempertimbangkan KA.k tempat tujuan produk kayu nantinya, agar dimensi kayu tetap stabil selama pemakaian. Nilai kadar air untuk setiap tujuan penggunaan kayu dapat dilihat pada Tabel 1,sedangkan kadar air keseimbangan kayu di beberapa wilayah di Pulau Jawa, dalam Tabel 2. Tabel 1. Batas kadar air kayu untuk setiap tujuan pemakaian Kadar air 20% Tujuan pemakaian Kayu terhindar dari serangan jamur pewarna dan bubuk kayu basah 17 16% 15% Pintu luar, alat pertanian, kursi kebun Kayu untuk kegunaan umum 13 11% Mebel kayu, pintu dalam ruangan yang kadang dipanasi/ berpendingin 12 10% Produk kayu dan lantai kayu dalam ruangan yang terus menerus dipanasi atau berpendingin 10% - 9% 9-7% Produk kayu yang dekat dengan sumber panas atau berpendingin Lantai kayu yang di atasnya ada pemanas 5 7% 10 8% Peralatan musik Bahan kemasan C. PENGUKURAN KADAR AIR KAYU DI LAPANGAN Kadar air kayu dapat ditetapkan secara langsung dan cepat dengan menggunakan alat pengukur kadar air (Gambar 1) 3

4 Tabel 2. Kadar air keseimbangan berbagai daerah di Pulau Jawaa No. Lokasi 1. Bandung 2. Bogor 3. Cepu, Bojonegoro 4. Cirebon 5. Garut 6. Jember 7. Jombang 8. Madiun 9. Majalengka 10. Malang 11. Ngawi 12. Probolinggo 13. Purwokerto 14. Salatiga 15. DKI. Jakarta, Semarang, Jepara 16. Sukabumi 17. Surabaya 18. Tasikmalaya 19. Tuban 20. Yogyakarta Kadar air Keseimbangann (%) D. TEKNIK PENGERINGAN KAYU Kayu dapat mengering dengan cepat tanpaa menurunkan kualitasnya bergantung pada : 1) kondisi alat pengeringan, 2) teknik penumpukan, 3) penggunaann bagan pengeringan. Cara mempertahankan tingkat kekeringan dan kualitas kayu yang sudah kering sangat bergantung pada kondisi gudang penyimpan an dan penataan kayu tersebut. Pelaksanaan pengeringan meliputi kegiatan persiapan, pengamatan proses pengeringan dan pencegahan cacat. A. Persiapan pengeringann kayu Kayu yang akan dikeringkan sebaiknya disusun secara horizontal menggunakan ganjal dengan kriteria seperti tercantum pada Tabel 3, serta permukaan tumpukan yang paling atas diberi beban pemberat. Sticker atau ganjal 4

5 sebaiknya dibuat dari kayu sejenis dengan kayu yang akan dikeringkan, lurus, bebas mata kayu, kering dan awet agar kayu dapat mengering tanpa mengalami cacat bentuk dan noda warna. Agar sirkulasi udara dapat bebas dan merata, maka tumpukan diberi ganjal pembatas dengan tumpukan di atasnya (Gambar 2) dan harus ada ruang kosong antara kayu dengan dinding dan angit-langitt ruang pengering. Sebaiknyaa kayu dikelompokkan menurut ketebalan yang sama, kemudian apabilaa memungkinkan sesuaikan lebar dan panjang kayu. Kayu paling tebal sebaiknya diletakkan di bawah dan kayu yang lebih tipis di atasnya. Siapkan tumpukan ini di luar pintu dapur pengeringan. Apabila terdapat keterbatasan alat kerja, penumpukan bisa dilakukan langsung di dalam ruang pengering secara manual. Tabel 3. Hubungan antara tebal kayu dengan tebal dan jarak ganjal Tebal kayu (cm) 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 Tebal ganjal (cm) 2,0 2,5 2,5 3,0 3,5 3,5 Jarak antar ganjal (cm) Gambar 2 a. Cara penumpukan kayu dengan lebar papan tidak seragam 5

6 Gambar 2 b. Sirkulasi udara pada tumpukan yang tidak lurus bagian pinggirnya Gambar 2 c. Teknik penumpukan kayu secara benar 6

7 Gambar 2d. Teknik penumpukan kayu yang salah B. Proses Pengeringan dan pengujian kadar air kayu Distribusi panas bisa mulai dilakukan setelah pintu pengering tertutup. Pada awal proses gunakan suhu rendah, berkisar antara C (bergantung pada jenis dan kondisi kayu). Suhu dinaikkan secara perlahan-lahan dan disesuaikan dengan tingkat penurunan kadar air. Jika kayu tahan terhadap panas, setelah kadar air mencapai di bawah 20%, suhu bisa dinaikkan hingga 80 C atau lebih. Yang penting diperhatikan adalah menjagaa kualitas kayu hingga memenuhi syarat. Untuk itu selama proses pengeringan perlu pengawasan selama 24 jam. Agar udara bisa terdistribusi secara merata ke seluruh bagian kayu, penting memperhatikan cara penumpukan di dalam ruang pengering (Gambar 3). Kapasitas ruangan untuk dapur pengeringan yang ideal, sekitar 25 M 3. 7

8 Pengamatan jalannya pengeringan penting dilakukan agar perkembangan kadar air dan cacat yang terjadi dapat diketahui. Suhu dan kelembaban ruangan dipantau secara berkala agar kualitas kayu yang sedang dikeringkan tetap terjaga. Untuk memudahkan pengontrolan suhu dalam ruangan, dapat digunakan alat thermocouple yang bisa dipasang di luar ruangan. Bila suhu ruangan terlalu kering, maka perlu segera dilakukan penyemprotan dengan air. Demikian pula bila panas ruangan tidak terpenuhi di musim hujan atau di malam hari, bisa dinyalakan tungku. Suhu tungku yang diinginkan dapat dicapai dan dipertahankan dengan cara mengatur volume bahan bakar atau besar kecilnya pengapian tungku. Untuk mengetahui perkembangan kadar air kayu setiap saat, maka dari sejumlah sortimen yang akan dikeringkan dipilih beberapaa contoh secara acak untuk diamati kadar airnya secara berkala. Pengeringan dihentikan apabila kadar air dari contoh-contoh uji terpilih telah memenuhi persyaratan yang diminta. Untuk mendapatkan data yang akurat, hasil pengukuran kadar air akhir pengeringan menggunakan alat dibandingkan juga dengan hasil pengukuran menggunakan metodee oven. C. Cacat pengeringan kayu dan pencegahannya Pencegahan terjadinya retak, pecah dan perubahan bentuk terhadap jenis-jenis kayu yang kadar resinnya tinggi atau mengandung tilosis dalam lumennya dapat ditanggulangi dengan melakukan penumpukann yang benar seperti telah dijelaskan sebelumnya, serta mengukusi kayu selama beberapa waktu, kemudian menutupi kedua ujungnya dengan flinkut. Kegiatan ini dilakukan sebelum kayu dikeringkan. Selamaa pengeringan, suhu dan kelembaban ruangan selalu dipantau agar tidak terjadi perubahan suhu dan kelembaban yang tidak terkendali. Untuk jenis-jenis kayu yang peka terhadap jamur, supaya dikeringkan sesegera mungkin menggunakan suhu minimum 555 o C. 8

9 Gambar 4. Perubahan bentuk kayu karena pengeringan E. PENANGANAN KAYU SETELAH DIKERINGKANN Penanganan kayu/sortimen yang telah kering perlu dilakukan agar kualitas kayu tidak mengalami penurunan. Seperti diketahui, kayu adalah bahan yang bersifat higroskopis, yaitu dapat menyerap dan mengeluarkan air kembali sesuai dengann suhu dan kelembaban lingkungannya, hingga tercapai keseimbangan dengann lingkungannya. Kayu yang sudah kering bila ditempatkan di lingkungan luar yang tidak terlindungi dari curah hujan dan panas atau penempatannya di atas lantai yang tergenang air, lama kelamaan kadar airnya akan naik kembali. Oleh karena itu, penanganan terhadap kayu yang telah dikeringkan perlu dilakukan secara hati-hati agar kualitasnya tetap terjaga. Beberapa cara yang bisa ditempuh untuk mempertahankan kadar air kayu agar tidak berubah setelah dikeringkan, antaraa lain adalah : 1. Kayu kering setelah keluar ruang pengeringan harus diletakkan di area yang terlindung dari panas dan hujan. Jangan disatukan dengan tumpukan kayu basah karena akan menyerap air kembali. 2. Cara menumpuk kayu kering sama seperti cara menumpuk kayu ketika pengeringan berlangsung (Gambar 5). proses 3. Atap bangunan terbuat dari seng dan terdapat dinding dengan ventilasi udara 9

10 yang baik. Sirkulasi udara dijaga agar tetap merata dan akan lebih baik lagi kalau terdapat fan/kipas di dalam bangunan tersebut. 4. Apabila penyimpanan dilakukan di musim penghujan, maka sebaiknya di dalam bangunan dipasang alat pemanas ruangan. 5. Menutupi permukaan kedua ujung sortimen dengan flinkut atau cat agar air tidak masuk kembali melalui kedua ujung tersebut. 6. Kayu olahan yang akan diekspor, dibungkus rapat yang kedap air. dengan bahan atau plastik Gambar 5a. Cara penumpukann kayu kering secaraa benar Gambar 5b. Cara penumpukann kayu kering yang salah 10

11 Pengeringan alami Pengeringan kayu secara alami atau pengeringan tradisional banyak dilakukan di Indonesia, terutama pada pertukangan kayu kecil. Sistem pengeringan ini merupakan sistem pengeringan kayu yang tertua, terutama karena menggunaka an energi matahari. Kecepatan pengeringann kayu dengan sistem ini tergantung pada iklim, suhuu udara, kelembaban udara, jenis kayu dan cara penyusunannya. (1). Keuntungan cara pengeringan alami : a) biaya relatif murah, tanpa perawatan yang mahal, b) pelaksanaan pengeringan mudah, tanpa memerlukan tenagaa ahli, c) pengeringan dengan memanfaatkan tenaga alam (udara/matahari), d) kapasitas dan penyortiran kayu tidak terbatas. (2).Kekurangan dari caraa pengeringan alami : a) waktu yang diperlukan cukup lama (tergantung pada cuaca), b) memerlukan areal yang cukup luas, c) memerlukan persediaan kayu yang cukup banyak, d) cacat-cacat yang timbul sulit diperbaiki kembali, e) kadar air akhir umumnya masih cukup tinggi. (3). Cara pengeringan alami : 1) Penumpukan cara vertikal : penumpukan silang dan penumpukan sandar 2) Penumpukan cara horisontal : penumpukan sejajar, persegi, bersilang dan segitiga. (4). Syarat-syarat penumpukan kayu yang baik : a. Tempat harus rata/datar serta mempunyai jarak yang cukup tinggi terhadap muka tanah/lantai agar tidak tergenangg air pada waktu hujan, b. Sumber hama dan penyakit kayu harus dihindarkan, c. Jarak timbunan dari lantai dianjurkann setinggi ± 50 cm untuk ruang kosong sirkulasi udara, d. Antara tumpukan satu dengan yang lain harus ada ruang cukup untuk lintas udaraa dan untuk memudahkan pengambilan dan penumpuka an, e. Tinggi penyusunan dianjurkan tidak terlalu tinggi (± 3 m) dan bagian atas diberi beban pemberat, f. Papan disusun dengan menggunakan kayu ganjal, ganjal ini pada tiap lapisan disusun satu di atas yang lain sehingga merupakan garis lurus vertikal. 11

12 Pengeringan Buatan Pengeringan buatan merupakan pengembangan dari pengeringan udara. Dengan perkembangan dan kemajuan teknologi dan peningkatan permintaan kayu dengan kualitas tinggi menuntut usaha pengeringan buatan yang lebih efektif dan efisien. (1). Keuntungan cara pengeringan buatan : a. Waktu pengeringan sangat singkat, b. Kadar air akhir dapat diatus sesuai dengan keinginan, disesuaikan dengan tujuan penggunaan kayu, c. Kelembaban udara, temperatur dan sirkulasi udara dapat diatur sesuai dengan jadwal pengeringan, d. Terjadinya cacat kayu dapat dihindarkan dan beberapa jenis kayu dapat diperbaiki, e. Kontinuitas produksi tidak terganggu dan tidak diperlukan persediaan kayu yang banyak. (2). Kekurangan cara pengeringan buatan : a. Memerlukan investasi/modal yang besar, b. Memerlukan tenaga ahli yang berpengalaman, c. Hasil sortiran kayu yang akan dikeringkan tertentu. Cara pengeringan buatan : compartment kiln dan progressive kiln dengan perbedaan sebagai berikut. 1. Compartment Kiln a. tingkat kekeringan sama b. pintu masuk lori sama dengan pintu keluar c. arah gerakan udara berlawanan denbgan arah gerak lori d. tidak membutuhkan ruangan yang besar. 2. Progressive Kiln a. tingkat kekeringan kayu berbeda b. pintu masuk dan keluar sama c. arah gerakan udara berlawanan arah dengan arah lori merupakan bentuk terowongan. 12

13 F. PENGAWETAN KAYU Keawetan kayu berhubungan erat dengan pemakaiannya. Kayu dikatakan awet bila mempunyai umur pakai lama. Kayu berumur pakai lama bila mampu menahan bermacam- jenis macam factor perusak kayu. Dengan kata lain: keawetan kayu ialah dayaa tahan suatu kayu terhadap factor-faktor perusak yang datang dari luar tubuh kayu itu sendiri. Kayu diselidiki keawetannya padaa bagian kayu terasnya, sedangkan kayu gubalnya kurang diperhatikan. Pemakaian kayu menentukan pula umur keawetannya. Kayu, yang awet dipakai dalam konstruksi atap, belum pasti dapat bertahan lama bila digunakan di laut, ataupun tempat lain yang berhubungan langsung dengan tanah. Demikian pula kayu yang dianggap awet bila dipakai di Indonesia. Seranggaa perusak kayu juga berpengaruh besar. Kayu yang mampu menahan serangga rayap tanah, belum tentu mampu menahan serangan bubuk. Oleh karena itu tiap-tiap jenis kayu mempunyai keawetan yang berbeda pula. Misalnya keawetan kayu meranti tidak akan sama dengan keawetan kayu jati. Ada kalanyaa pada satu jenis kayu terdapat keawetan yang berbeda, disebabkan oleh perbedaan ekologi tumbuh dari pohon tersebut. (1) Faktor-faktor perusak kayu Keawetan kayu dikatakan rendah, bila dalam pemakaian tidak tercapai umur yang diharapkan sesuai dengan ketentuan kelas awet. Dalam hal inii perlu diketahui apakah faktor penyebabnya. Adapun faktor penyebab kerusakan digolongkan menjadi: Penyebab non-makhluk hidup terdiri dari: Penyebab makhlukk hidup terdiri dari: Faktor fisik Faktor mekanik Faktor kimia Jenis jamur (aneka macam) Jenis serangga (anekaa macam) Jenis binatang laut (aneka macam) (2).Tujuan Pengawetan Tujuan pengawetan kayu adalah sebagai berikut : Untuk memperpanjang umur pemakaian kayu Memanfaatkan pemakaian jenis-jenis kayu yang berkelas keawetan rendah. 13

14 (3).Prinsip-prinsip dalam Pengawetan Kayu Untuk pengawetan yang baik perlu diperhatikan prinsip-prinsip sebagai berikut Pengawetan kayu harus merata pada seluruh bidang kayu. Penetrasi dan retensi bahan pengawet diusahakan masuk sedalam dan sebanyak mungkin didalam kayu. Bahan pengawet yang digunakan harus tahan terhadap pelunturan. Faktor waktu pengawetan yang digunakan Metode pengawetan yang digunakan Faktor kayu sebelum diawetkan, meliputi jenis kayu, kadar air kayu, zat ekstraktif yang dikandung oleh kayu dan sifat-sifatt kayu lainnya. Faktor peralatan dan pelaksanaan. (4).Macam-macamm Metode Pengawetan kayu Ada dua macam metode pengawetan yang pokok, yaitu : 1. Pengawetan metode sederhana : Metode rendaman Metode pencelupan Metode coating Metode pembalutan Metode penyemprotan 2. Pengawetan metode khususs : Metode proses sel penuh Metode proses sel kosong (5).Bahan Pengawet Bahan pengawet kayu adalah merupakan bahan-bahan kimia yang sangat beracun terhadap makhluk perusak kayu, oleh karenanyaa dalam penggunaan n harus diperhatikan sifat-sifat bahan pengawet agar sesuai dengan tujuan pemakaian. Faktor-faktor sebagai syarat bahan pengawet yang baik : bersifat racun terhadap makhluk perusak kayu mudah masuk dan tetap tinggal di dalam kayu bersifat permanen, tidak mudah luntur atau menguap tidak membawaa pengaruh terhadap bahan-bahan lain, misalnya logam, perekat, cat 14

15 tidak mempengaruhi kembang susut kayu tidak merusak sifat-sifat kayu tidak mudah terbakar aman bagi manusia (6). Macam-macamm bahan pengawet kayu menurut bahan pelarut yang digunakan a. Bahan pengawet yang larut dalam air, menggunakan air biasa sebagai bahan pengencer b. Bahan pengawet yang larut dalam minyak, menggunakan minyak sebagai bahan pengencer c. Bahan pengawet yang berupa minyak, tetapi masih dapat diencerkan dengan bermacam-macamm minyak G. PENGUJIANN KAYU Kekuatan jenis kayu tergantung padaa berat jenisnya, makin tinggi berat jenis kayu makin banyak zat kayunya makin kurang rongganya, makin kuat kayunya. Sehubungan dengan mutu dan kekuatan kayu maka jenis pengujian kayu adalah sebagai berikut. a. b. c. d. e. 1 Pengujian kadar air kayu Pengujian kadar air kayu dilakukan dengan cara : a. b. c. d. e. f. Kadar air pada kayu Berat jenis kayu Kuat tekan kayu Kuat tarik kayu Kuat lentur kayu Benda uji berupa potongan kayu 2 x 2 x 5 cm, Benda uji ditimbang, misal seberat a gram, Benda uji dimasukkan ke dalam oven dengan temperatur 100 C selama 24 jam, Benda uji dikeluarkan dari oven dan didinginkan dalam desikator, Setelah dingin timbang, misal berat b gr, Kadar air kayu = (a-b)/bx 100% 2 Pengujian Berat Jenis Kayu Pengujian berat jenis kayu dilakukan dengan cara : a. Benda uji berupa potongan kayu 10 x 10 x 10 cm 15

16 b. c. d. Pada salah satu sisi potongan diberi ukuran dalam mm Benda uji dimasukkan ke dalam air dan ukur bagian yang terendam dalam air Volume dari bagian yang terendam (dm 3 ) merupakan berat jenis kayu (kg/dm 3 ). 3. Pengujian kuat tekan kayu Pengujian kuat tekan kayu dilakukan dengan cara : a. b. c. d. a. b. c. d. Benda uji kuat tekan kayu berupa potongan balok dengan luas tampang 5 x 10 cm² Pasang benda uji pada mesin tekan dan jalankan beban sampai benda uji patah Baca besar beban misalkan = ,00 kg Kuat tekan kayu = beban/luas tampang = /50 = 620 kg/cm² 4. Pengujian Kuat Tarik Kayu Pengujian kuat tarik kayu dilakukan dengan cara : Buat benda uji dengan bentuk dan ukuran seperti pada gambar Pasang benda uji pada mesin tarik dan jalankan beban sampai benda uji patah Baca besar beban, misalkan besar beban = a kg Kuat tarik kayu = a/luas tampang tarik kayu 5. Pengujian lentur kayu Pengujian lentur kayu dilakukan dengan cara : a. Buat benda uji seperti tergambar b. c. d. e. Pasang benda uji pada mesin tekan dengan perletakan sesuai dengan jarak yang telah ditentukan. Jalankan mesin dengan beban yang bertambah secara berangsur-angsur sampai benda uji patah, misalkan besar beban patah adalah P. Amati penurunan yang terjadi dengan membaca dial manometer. Besar kuat lentur = (3PL)/(2bh²). 16

17 Daftar Pustaka 1. Ilmu Bahan Bangunan, Kanisius, Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, Rachmat Purwono, itspress, Seni Konstruksi, Mario Salvadori, Pakar Raya, Teknik Bangunan, Daryanto, Rineka Cipta, Teknologi Beton, Tri Mulyono, Andi Offset, Konstruksi Kayu, Daryanyo, Satu Nusa,