BAB II STUDI PUSTAKA
II.2 Sifat Fisis dan Mekanis
II.2.1 Sifat Fisis
kayu. Antara lain yang terpenting adalah mengenai sifat-sifat mekanis atau kekuatan kayu, yang merupakan kemampuan kayu untuk menahan muatan dari luar berupa gaya-gaya di luar kayu yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya kayu.
II.2.1 SIFAT FISIS
Sifat fisis dari kayu antara lain : II.2.1.1 Berat Jenis Kayu
Kekuatan kayu tergantung dari berat jenis dari kayu, sehingga makin tinggi berat jenis suatu kayu maka makin tinggi pula kekuatannya.
Mengingat kayu terbentuk dari sel-sel yang memiliki bermacam-macam tipe, memungkinkan terjadinya suatu penyimpangan tertentu. Pada perhitungan berat jenis kayu semestinya berpangkal pada keadaan kering udara, yaitu sekering-keringnya tanpa pengeringan buatan.
Berat jenis didefinisikan sebagai angka berat dari satuan volume suatu material. Berat jenis diperoleh dengan membagikan berat kepada volume benda tersebut. Berat diperoleh dengan cara menimbang suatu benda pada suatu timbangan dengan tingkat keakuratan yang diperlukan. Untuk praktisnya digunakan timbangan dengan ketelitian 20 %, yaitu sebesar 20 gr/kg. Sedangkan untuk menentukan besarnya volume suatu benda ada beberapa cara. Cara yang umum dan mudah dilakukan adalah dengan mengukur panjang, lebar dan tebal suatu benda dan mengalikan ketiganya.
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 (Teoritis Dan Eksperimental), 2010.
Untuk kayu, sebaiknya ukuran sampel tidak kurang dari (7,5 x 5 x 2,5) cm³, tetapi bila ukuran sampel kurang dari tersebut, maka cara yang digunakan untuk mendapatkan volume adalah dengan metode pencelupan. Pada metode ini penggunaan pan berisi air yang diletakkan pada timbangan ayun. Kemudian timbangan diseimbangkan dengan meletakkan pemberat pada sisi lainnya. Sampel lalu dimasukkan ke dalam pan dan dibenamkan ke dalam air. Diatur agar air tidak keluar dari dalam pan, dan diatur juga agar sampel tidak menyentuh sisi-sisi samping dan bawah pan dengan memasang jarum sebagai kaki-kaki sampel. Seimbangkan timbangan dengan menambah pemberat pada sisi lain. Berat pemberat yang ditambahkan untuk mencapai keseimbangan (dalam gr) adalah sama dengan nilai volume sampel.
Karena kayu sebagai material dengan daya serap yang tinggi, maka diperlukan bahan lain untuk melapisi sampel sehingga air tidak ada yang masuk ke dalam kayu. Bahan tersebut haruslah bahan yang tipis, kedap air, serta memiliki berat yang sangat kecil. Parafin merupakan bahan yang sesuai. Sebelum sampel dimasukkan ke dalam air, terlebih dahulu sampel dimasukkan ke dalam cairan parafin yang mendidih sampai keseluruhan permukaan sampel ditutupi parafin. Kelebihan parafin pada permukaan dihaluskan dan diratakan sehingga permukaan parafin tidak terlalu tebal.
Berat jenis juga didefinisikan berat jenis relatif benda tersebut terhadap berat jenis standar, dalam hal ini berat jenis air dalam gr/cm³. Air dipakai sebagai bahan standar karena berat 1 cm³ adalah 1 gr. Dapat dikatakan bahwa berat jenis suatu benda adalah berat benda tersebut relatif terhadap berat jenis standar yaitu air.
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 (Teoritis Dan Eksperimental), 2010.
II.2.1.2 Kadar Air (Kadar Lengas) Kayu
Kayu sebagai bahan konstruksi dapat mengikat air dan juga dapat melepaskan air yang dikandungnya. Keadaan seperti ini tergantung pada kelembaban suhu udara di sekelilingnya, dimana kayu itu berada.
Kayu mempunyai sifat peka terhadap kelembaban, karena pengaruh kadar airnya menyebabkan mengembang dan menyusutnya kayu serta mempengaruhi pula sifat-sifat fisis dan mekanis kayu. Kadar air sangat besar pengaruhnya terhadap kekuatan kayu, terutama daya pikulnya terhadap tegangan desak sejajar arah serat dan juga tegak lurus arah serat kayu.
Sel-sel kayu mengandung air, yang sebagian merupakan bebas yang mengisi dinding sel. Apabila kayu mengering, air bebas keluar dahulu dan saat air bebas itu habis keadaannya disebut titik jenuh serat (Fibre Saturation Point). Kadar air pada saat itu kira-kira 25 %-30 %. Apabila kayu mengering di bawah titik jenuh serat, dinding sel menjadi semakin padat sehingga mengakibatkan serat-seratnya menjadi kokoh dan kuat. Maka dapat diambil suatu kesimpulan bahwa turunnya kadar air mengakibatkan bertambahnya kekuatan kayu.
Pada umumnya kayu-kayu di Indonesia yang kering udara mempunyai kadar air (kadar lengas) antara 12 %-18 %, atau rata-rata adalah 15 %. Tetapi apabila berat dari benda uji tersebut menunjukkan angka yang terus-menerus menurun (berkurang), maka kayu belum dapat dianggap kering udara (jadi masih basah). Untuk menentukan secara kasar apakah kadar lengas kayu sudah di bawah 30 % atau belum, dapat digunakan rumus pendekatan seperti di bawah ini :
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 (Teoritis Dan Eksperimental), 2010.
% 100 15 , 1 x G G G x ku ku x−
= Dimana : x = Kadar lengas kayu (%) Gx = Berat benda uji mula-mula
Gku= Berat benda uji setelah kering udara
Bila berat benda uji sudah menunjukkan angka yang konstan, maka kayu tersebut sudah dapat dianggap kering udara, sehingga kadar lengas kayu dapat
diperoleh dengan cara :
% 100 x G G G x ku ku x− =
II.2.1.3 Pengerutan dan Pengembangan Kayu
Pengerutan dan pengembangan kayu dimaksudkan adalah suatu keadaan perubahan bentuk pada kayu yang disebabkan oleh tegangan-tegangan dalam, sebagai akibat dari berkurangnya atau bertambahnya kadar air kayu. Pengerutan terjadi karena dinding-dinding maupun isi sel kehilangan sebagian besar kadar airnya, ini juga terjadi pada serat-seratnya. Begitu pula sebaliknya. Besarnya pengerutan maupun pengembangan pada berbagai jenis kayu dan arah kayu adalah tidak sama.
T = Pengerutan kayu arah tangensial ± 7 % - 10 %
R = Pengerutan kayu arah radial ± 5 %
A = Pengerutan kayu arah aksial (longitudinal) ± 0.1 % (sangat kecil, dapat diabaikan)
Shafira Frida : Kajian Perbandingan Sambungan Antar Kayu Dengan Kayu Dan Antar Kayu Dengan Pelat Baja Berdasarkan PKKI Ni-5-2002 (Teoritis Dan Eksperimental), 2010.
Pengerutan kayu dalam arah lingkaran-lingkaran pertumbuhan (tangensial) lebih besar daripada arah radial, karena dapat ditemui bahwa di sebelah luar batang, sel-selnya masih muda dan banyak mengandung kadar air.
Pada pengeringan batang kayu glondong, keliling mengerut hampir dua kali jari-jari yaitu sebanyak garis tengah, sehingga terjadi rengat-rengat pengeringan. Jika pada batang yang belum dikeringkan (basah) digergaji menjadi papan atau balok akan melipat atau melentur.
Secara teoritis, besarnya pengerutan berbanding lurus dengan banyaknya air yang keluar setelah dikeringkan. Contohnya, bila suatu batang kayu mempunyai lebar asal pada arah tangensial, pada kadar air 20 % adalah 26 cm. Setelah dikeringkan lebarnya menjadi 24 cm, maka pengerutan kayu arah tangensial dalam persen (%) adalah = 100% 8.33% 26 24 26 = − x