Kayu. Umum. TKS 4406 Material Technology I. (wood or timber)

Transkripsi

1 TKS 4406 Material Technology I Kayu (wood or timber) Dr.Eng. Achfas Zacoeb, ST., MT. Department of Civil Engineering Faculty of Engineering University of Brawijaya Umum Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Pengertian kayu di sini adalah sesuatu bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut, setelah diperhitungkan bagian-bagian mana yang lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan (Dumanauw, 1990). 1

2 Umum (lanjutan) Indonesia memiliki sumber potensi hutan yang tidak sedikit, sekitar jenis kayu. Dari jumlah tersebut hanya sebagian kecil saja yang telah diketahui sifat serta kegunaannya dan jumlah ini pun masih juga belum memenuhi sasaran tujuan pemakaian. Baru sekitar 150 jenis yang telah diselidiki dan dianggap penting dalam perdagangan. Dari 150 jenis, 90 Jenis dicantumkan pada PPKI (Peraturan Konstruksi kayu Indonesia NI-5 PPKI 1961). Umum (lanjutan) Sebagian masyarakat masih cenderung menggunakan jenis kayu tertentu. Misalnya di pulau Jawa, orang lebih menyukai kayu jati daripada kayu lainnya. Demikian pua di pulau Kalimantan, orang lebih mantap menggunakan kayu ulin dan seterusnya. Akibatnya, jenis kayu lainnya yang lebih memiliki potensi lebih besar tidak mendapat tempat di hati masyarakat pemakai kayu. Hal ini perlu dijadikan bahan pertimbangan, agar semua jenis kayu yang telah diketahui sifat-sifatnya dapat dimanfaatkan secara menyeluruh dan terpadu. 2

3 Umum (lanjutan) Bagian-bagian terpenting pada pohon adalah : Akar (serabut dan tunggang) Batang (pangkal, tengah dan ujung) Cabang Ranting Daun Bagian-bagian D E D A. Kulit luar B. Kulit dalam C. Kambium D. Kayu gubal E. Kayu teras F. Hati G. Lingkaran tahun (rengat) H. Jari-jari I. Kayu awal J. Kayu Akhir 3

4 Bagian-bagian (lanjutan) a. Kulit luar (outer bark) : lapisan luar yang sudah mati dan berfungsi sebagai pelindung kayu terhadap serangan dari luar (misalnya : iklim, serangga dan jamur). b. Kulit dalam (bast) : bersifat hidup dan tipis, berfungsi untuk jalan zat yang mengandung gizi dari akar ke daun. c. Kambium : merupakan jaringan yang tipis dan bening, berfungsi untuk membentuk kulit baru yang rusak (ke arah luar) dan membentuk kayu gubal baru (ke arah dalam). Bagian-bagian (lanjutan) d. Kayu gubal (sap wood) : bagian kayu muda, terdiri dari sel-sel yang masih hidup, berfungsi sebagai penyalur cairan dan tempat penimbunan zat-zat yang mengadung gizi. e. Kayu teras (galih) : terdiri dari sel-sel yang dibentuk melalui perubahan sel hidup pada lingkaran kayu gubal yang paling dalam yang disebabkan oleh tidak berfungsi sebagai penyalur cairan dan lain-lain proses kehidupan lagi f. Hati (puh) : bagian kayu yang terletak di pusat, berasal dari kayu awal yang dibentuk oleh kambium, bersifat rapuh dan lunak. 4

5 Bagian-bagian (lanjutan) g. Lingkaran tahun (rengat) : menunjukkan perkembangan kayu dari musim kemarau ke musim hujan dan sebaliknya, dapat dimanfaatkan juga untuk mengetahui umur dari suatu pohon. h. Jari-jari (rays) : terdapat dari luar ke dalam berpusat pada sumbu batang, berfungsi untuk mengalirkan zat bergizi dari kulit dalam ke bagianbagian dalam dari pohon. Bagian-bagian (lanjutan) Bidang Orientasi Kayu a.bidang Tangensial : bidang yang diperoleh dengan memotong kayu tegak lurus salah satu jari-jari kayu, searah serat tidak melalui sumbu kayu. b.bidang Radial : bidang yang diperoleh dengan memotong kayu searah serat melalui sumbu kayu. c.bidang Aksial/Kepala Kayu : bidang yang diperoleh dengan memotong kayu tegak lurus dengan sumbu kayu. Radial Tangensial Longitudinal 5

6 Cacat Cacat kayu dapat dianggap sebagai kelainan struktur dan anatomi dari kayu normal, sehingga mengakibatkan kekurangan atau kesulitan dalam penggunaan dan pengerjaan kayu. Disamping itu, cacat kayu juga dapat mengakibatkan kekuatan dan harga kayu menurun. Cacat atau kerusakan yang dimaksud antara lain : retak-retak, pecah, belah, serangan jamur, serangan serangga dan akibat kelalaian manusia dalam pengelolaan kayu. Secara skematis, faktor-faktor perusak kayu dapat dilihat pada gambar berikut : Cacat (lanjutan) Dari dalam - internal (Secara alam oleh pohon itu sendiri selama proses pertumbuhannya. Faktor-faktor perusak kayu Biologis Hama (serangga perusak kayu) Jamur (jamur penyerang kayu) Dari luar (eksternal) Faktor fisik (udara, cahaya, air, panas) Non Biologis Faktor mekanik (pukulan, gesekan, tekanan) Faktor kimia (asam, basa, pencemaran) 6

7 Cacat (lanjutan) Cacat Mata Kayu Cacat (lanjutan) Cacat Batang (Log) 7

8 Cacat (lanjutan) Cacat Kemiringan Arah Serat Cacat (lanjutan) Cacat Serat Melengkung 8

9 Cacat (lanjutan) Cacat Serat Bolak-Balik Cacat (lanjutan) Cacat Serat Terpilin 9

10 Cacat (lanjutan) Cacat Serat Bergelombang Sifat dan Jenis Susunan kayu terdiri dari susunan sel-sel, dan sel-sel tersebut terdiri dari susunan cellulose yang diikat dan disatukan oleh lignin. Perbedaan susunan sel-sel inilah yang menyebabkan perbedaan sifat-sifat dari berbagai jenis. 10

11 Sifat dan Jenis (lanjutan) Faktor-faktor yang mempunyai sifat-sifat kayu : Berat jenis Miring arah serat Kadar lengas Pohon hidup dan mati Kecepatan pertumbuhan Pengeringan alam dan (cincin tahun) oven Posisi cincin tahun Pengawetan Mata Keawetan Retak Lamanya pembebanan Sifat dan Jenis (lanjutan) Sifat Umum : Semua batang pohon mempunyai pengaturan vertikal dan sifat simetri radial. Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam-macam dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa-senyawa kimia berupa selulosa dan hemiselulosa (unsur karbohidrat) serta berupa lignin (non karbohidrat). 11

12 Sifat dan Jenis (lanjutan) Sifat Umum : Semua kayu bersifat anisotropik, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya (longitudinal, tangensial dan radil). Hal ini disebabkan oleh struktur dan orientasi selulosa dalm dinding sel, bentuk memanjang sel-sel kayu dan pengaturan sel terhadap sumbu vertikal dan horisontal pada batang pohon. Sifat dan Jenis (lanjutan) Sifat Umum : Kayu merupakan suatu bahan yang bersifat higroskopik, yaitu dapat kehilangan atau bertambah kelembabannya akibat perubahan kelembaban dan suhu udara di sekitarnya. Kayu dapat diserang mahluk hidup perusak kayu, dapat juga terbakar, terutama jika kayu keadaannya kering. 12

13 Sifat dan Jenis (lanjutan) Sifat Fisik : Berat Jenis, ditentukan antara lain oleh tebal dinding sel dan ukuran rongga sel yang membentuk pori-pori. Berkisar antara 0.20 (kayu balsa) 1.28 (kayu nani). Keawetan alami kayu, disebabkan oleh adanya suatu zat di dalam kayu (zat ekstraktif) yang merupakan sebagian unsur racun bagi perusakperusak kayu. Zat ekstraktif ini mulai terbentuk pada saat kayu gubal berubah menjadi kayu teras. Sifat dan Jenis (lanjutan) Sifat Fisik : Warna kayu, ada beraneka macam, antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat muda, coklat tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain sebagainya. Warna kayu dapat dipengaruhi oleh tempat di dalam batang, umur pohon dan kelembaban udara. Higroskopik, makin lembab udara di sekitarnya akan makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Kandungan air pada kayu seperti ini dinamakan kandungan air kesetimbangan (EMC = Equilibrium Moisture Content). 13

14 Sifat dan Jenis (lanjutan) Sifat Fisik : Tekstur, Kayu bertekstur halus, contoh : giam, lara, kulim dll. Kayu bertekstur sedang, contoh : jati, sonokeling dll. Kayu bertekstur kasar, contoh : kempas, meranti dll. Serat, Serat berpadu, contoh : kulim, renghas, kapur dll. Serat berombak, contoh : renghas, merbau dll. Serat terpilin, contoh : bintangur, kapur, damar dll. Serat diagonal : serat yang terdapat pada potongan kayu atau papan, yang digergaji sedemikian rupa sehingga tepinya tidak sejajar arah sumbu, tetapi membentuk sudut dengan sumbu. Sifat dan Jenis (lanjutan) Sifat Fisik : Berat Kayu, Sangat berat (BJ : > 0.90), contoh : giam, balau dll. Berat (BJ : ), contoh : kulim. Agak berat (BJ : ), contoh : bitangur. Ringan (BJ : < 0.60), contoh pinus, balsa dll. Kekerasan, Sangat keras, contoh : balau, giam dll. Keras, contoh : kulim, pilang dll. Sedang, contoh : mahoni, meranti dll. Lunak, contoh : pinus, balsa dll. Kesan Raba, Kesan kasar, halus, licin, dingin dan sebagainya pada saat meraba permukaan kayu. Kesan raba tergantung dari tekstur kayu, kadar air dan kadar zat ekstraktif di dalam kayu. 14

15 Sifat dan Jenis (lanjutan) Sifat Fisik : Bau dan rasa, untuk mengetahui bau dan rasa kayu perlu dilakukan pemotongan atau sayatan baru pada kayu atau dengan membasahi kayu tersebut. Sifat bau dari kayu dapat digambarkan sesuai dengan bau yang umum. Nilai Dekoratif, tergantung dari penyebaran warna, arah serat kayu, tekstur dan pemunculan pola atau bentuk tertentu. Sifat Lain : sifat pembakaran yang dipengaruhi oleh faktor fisik, kimia dan anatomi kayu, Sifat terhadap Suara, Sifat Akustik atau Sifat Resonansi. Sifat dan Jenis (lanjutan) Sifat Mekanik : Keteguhan Tarik (Tension Strength) Keteguhan Tekan (Compression Strength) Keteguhan Geser (Shear Strength) Keteguhan Lengkung/Lentur (Flexural Strength) Kekakuan (Stiffness) Keuletan (Ductility) Kekerasan (Toughness) Keteguhan Tarik Belah (Split Tension Strength) 15

16 Sifat dan Jenis (lanjutan) Sifat Kimia : Pada umumnya komponen kimia kayu terdiri dari 3 unsur : 1. Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselulosa. 2. Unsur non karbohidrat terdiri dari lignin. 3. Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan, dinamakan zat ekstraktif. Sifat dan Jenis (lanjutan) Komposisi unsur-unsur kimia dalam kayu adalah : karbon 50% hidrogen 6% nitrogen % abu % sisanya adalah oksigen 16

17 Produk Produk kayu olahan, selain berupa balok atau gelondongan (log), kayu dapat juga dijadikan dalam bentuk papan yang lebih dikenal dengan kayu lapis (plywood) atau yang lebih dikenal dengan tripleks dan multipleks. Kayu lapis adalah papan/panel buatan yang terdiri dari susunan beberapa lapisan vinir yang mempunyai arah serat bersilangan tegak lurus dengan diikat oleh perekat tertentu, serta jumlah lapisan harus ganjil. Produk (lanjutan) Vinir adalah lembaran kayu tipis yang diperoleh dengan cara mengupas atau mengiris dari gelondong kayu tertentu. Jenis kayu yang digunakan adalah yang lunak, ringan, kelas kuat dan kelas awetnya sekitar II IV dan bila dikupas tidak mudah retak atau pecah. Papan Laminasi (laminboard) dan Papan Blok (blockboard), yaitu kayu lapis dengan intinya yang terdiri dari kayu gergajian (blockboard) atau vinir tebal yang berdiri tegak lurus dengan lapisan vinir muka dan belakang. 17

18 Produk (lanjutan) Papan Partikel (chipboard, particle board), dibuat dari tatal kayu yang kasar dan yang dicampur dengan perekat sehingga kemudian dapat dikempa menjadi papan. Sebagai bahan perekat umumnya digunakan phenol-formaldehid atau dengan menggunakan semen (tetapi agak sulit dikerjakan dan papan partikel tersebut lebih berat). Thanks for the attention and Success for your study! 18