• Tidak ada hasil yang ditemukan

Kekuatan Kayu

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2016

Membagikan "Kekuatan Kayu"

Copied!
7
0
0

Teks penuh

(1)

Kekuatan Kayu

Revandy Iskandar M. Damanik

Program Studi Ilmu Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara

I. PENDAHULUAN

Kayu tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia, dan kebutuhannya akan selalu meningkat dari tahun ke tahun. Dengan demikian maka penyediaannya harus sejalan agar tidak terjadi kekurangan bahan baku. Penyediaan kayu dari hutan alam relatif sukar untuk ditaksir, sementara penyediaan dari hutan tanaman lebih mudah, upaya melalui pembuatan hutan tanaman industri merupakan langkah yang positif.

Kayu merupakan salah satu jenis komoditi hasil hutan yang banyak dimanfaatkan oleh manusia untuk berbagai keperluan, mulai dari yang sederhana (korek api, peti sabun) sampai kepada bahan lux/mewah (furniture, bahan interior kapal dan bangunan, ukiran, dll) serta bahan bangunan.

Didalam kebijaksanaan peningkatan pengolahan hasil hutan oleh industri kemampuan sumber daya hutan dalam memenuhi kebutuhan bahan baku industri harus mendapatkan perhatian yang lebih, agar industri-industri pengolahan kayu yang ada tetap berperan dimasa mendatang.

Kayu sebagai bahan bangunan diisyaratkan mempunyai kekuatan tertentu, terutama mengenai sifat fisik/mekaniknya. Dengan diketahuinya kekuatan untuk jenis kayu tertentu, maka konsumen akan memilih jenis kayu yang tepat sesuai penggunaannya. Sifat fisik/mekanik kayu yang penting adalah berat jenis, kembang susut, kadar air dan kekuatan mekanik.

Setiap jenis kayu mempunyai ciri tersendiri baik sifat kimia, fisik/mekaniknya. Sebagai contoh kayu jenis fast growing spesies mempunyai sifat mekanik yang lebih lemah jika dibandingkan dengan jenis non fast growing spesies, karena kondisi set-set kayunya berbeda.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan kayu diantaranya adalah: faktor biologis (microorganisme yang menyerang kayu), kadar air, berat jenis kayu. Faktor-faktor tersebut pada dasamya dapat dimanipulasi sehingga upaya pencegahan gangguan kekuatan kayu dapat dipertahankan, misalnya upaya pengawetan dengan zat kimia, pengeringan dan manipulasi percepatan tumbuh.

Mengenai komponen kimia kayu mempunyai arti yang penting karena dapat mengetahui penggunaan suatu jenis kayu dan dapat digunakan untuk membedakan sesuatu jenis kayu yang secara anatomis sukar sekali untuk dibedakan. Susunan kimia kayu dapat digunakan sebagai identifikasi kekuatan sesuatu jenis kayu terhadap serangga atau jamur perusak. Disamping itu dapat pula digunakan untuk mengatur pengerjaan/perlakuan dalam pengolahan untuk mendapatkan hasil yang optimal.

II. SIFAT MEKANIK KAYU

(2)

(Haygreen dan Bowyer, 1993). Ketahanan terhadap perubahan bentuk menentukan banyaknya bahan yang dimanfaatkan, terpuntir atau terlengkungkan oleh sesuatu beban yang mengenainya. Perubahan-perubahan bentuk yang terjadi segera sesudah beban dikenakan dan dapat dipulihkan jika beban dihilangkan disebut peubahan bentuk elastis. Sebaliknya jika perubahan bentuk berkembang perlahan-lahan sesudah dikenakan, disebut reologis atau tergantung waktu.

Istilah kekuatan sering digunakan dalam arti umum untuk menyatakan semua sifat mekanik. Hal ini dapat menyebabkan kekacauan karena banyak terdapat tipe-tipe kekuatan dan sifat elastik yang berbeda-beda. Kayu yang relatif kuat sehubungan dengan satu kekuatan mungkin tingkatnya lebih rendah pada sifat yang lain apabila dibandingkan dengan spesies yang lain.

Sifat-sifat mekanik kayu yang penting diketahui kaitannya dengan kekuatan kayu, yaitu :

1. Kekuatan lengkung (MOR): menentukan beban yang dapat dipikul suatu gelagar. 2. Kekuatan tekan sejajar serat: menentukan beban yang dapat dipikul suatu tiang

atau pancang yang pendek.

3. Tekanan tegak lurus serat: penting dalam rancangan sambungan-sambungan antara siku-siku kayu dalam suatu bangunan dan pada penyangga gelagar.

4. Kekuatan tarik sejajar serat: penting untuk siku bawah (busur) pada penopang kayu dan dalam rancangan sambungan antara siku-siku bangunan.

5. Kekuatan geser sejajar serat: sering menentukan kapasitas beban yang dapat dipikul oleh gelagar pendek.

6. Keuletan: ukuran banyaknya kerja yang dikeluarkan untuk memecahkan contoh uji kecil dengan pukulan.

7. Kekenyalan: diukur dengan banyaknya energi yang diserap apabila sepotong kayu dibengkokkan dalam kisaran elastisitasnya.

8. Kekerasan sisi: berhubungan dengan ketahanannya terhadap lekukan seperti untuk rantai.

9. Usaha sampai beban maksimal: ukuran energi yang diserap oleh contoh-contoh uji kecil dibengkokkan perlahan-lahan.

10. Modulus elastisitas: ukuran ketahanan terhadap pembengkokan, yaitu berhubungan langsung dengan kekauan gelagar juga suatu faktor untuk kekuatan tiang yang panjang.

11. Modulus elastis (MOE) sejajar serat (Modulus Young): ukuran ketahanan terhadap pemanjangan atau pemendekan suatu contoh uji dibawah tarikan atau tekanan.

Kelas Kekuatan Kayu

Di dalam Vademecum Kehutanan Indonesia, kelas kekuatan kayu didasarkan pada berat jenis, keteguhan lengkung mutlak (klm) dan keteguhan tekan mutlak (ktm), dan dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 1 : Kelas Kekuatan Kayu

(3)

Kekuatan kayu terhadap gaya tekanan (sejajar serat) disebut daya tegang kayu. Tegangan adalah gaya yang tersebar persatuan luas dan dinyatakan dalam psi (pon per inci persegi) atau dalam Pascal (newton per meter kwadrat). Apabila suatu gaya dikenakan pada suatu suku (benda), maka akan terjadi tegangan-tegangan internal. Tegangan ini memiliki atau mengubah bentuk ukuran benda tersebut. Perubahan panjang per satuan panjang dalam arah tekanan disebut regangan.

Gambar 1 : Gambaran tegangan dan regangan dalam tekanan sejajar serat

Pada gambar di atas apabila beban 8000 pon dikenakan pada contoh uji (2" x 2"), terjadi suatu tegangan sejajar serat sebesar 8000/4" = 2.000 psi. Tegangan ini tersebar pada semua jarak dari ujung, karenanya perubahan bentuk total sebesar 0,0072 inci (6,000 - 5,9928), maka regangan yang terjadi adalah sebesar 0,0072/6 = 0,0012 in/in. Sehingga Modulus Young (MOE) adalah tegangan dibagi regangan = 2000/0,0012 = 1,67x106 psi.

MOE dapat juga dihitung berdasarkan uji keteguhan lengkung. Untuk mengerjakannya gelagar diberi beban sedang dan defleksinya diukur. Dari data ini MOE dapat dihitung dengan menggunakan hubungan yang telah dikenal antara MOE, ukuran gelagar, bentangan, beban, dan defleksinya. Cara ini umum untuk menentukan MOE kayu utuh, partikel, dan produk-produk serat. Ini merupakan pengujian yang lebih sederhana yang dapat dilakukan dan lebih dekat dengan hubungannya dengan kebanyakan situas daripada MOB yang ditentukan dari uji tarik dan tekan.

Untuk contoh uji yang dibebani dengan beban yang terpusat pada tengah-tengah bentangan dan disangga pada ujung-ujungnya. MOB dapat dihitung sebagai berikut: (Haygreen dan Bowyer, 1993).

MOE = PL 3/48 ID (psi)

dimana :

P = beban dalam pon (di bawah batas proposi)

D = defleksi pada tengah-tengah bentangan dalam inci akibat dari P L = bentangan dalam inci

(4)

Keteguhan lengkung kayu utuh dan produk-produk asal kayu biasanya dinyatakan dalam istilah Modulus Patah (MOR). I dihitung dari beban maksimum (beban pada saat patah) dalam uji keteguhan lengkung, dengan menggunakan cara pengujian yang sama seperti untuk menentukan MOE. Untuk contoh dengan penampang melintang empat persegi panjang MOR dihitung dengan persamaan :

MOR = 1,5 PL/db2 psi

dimana :

P = beban maksimum pematah dalam pon L = jarak penyangga (bentangan) dalam inci b = lebar gelagar (inci)

d = tebal gelagar (inci)

Persamaan ini hanya syah apabila gelagar empat persegi panjang disangga secara bebas pada kedua ujungnya dan dibebani pada tengah-tengah bentangan.

III. HUBUNGAN ANTARA KEKUATAN KAYU DENGAN BERAT JENIS Kekuatan kayu sangat erat kaitannya dengan berat jenis. Semakin besar berat jenis kayu maka semakin kuat kayu tersebut. Hubungan antara sifat-sifat mekanik dan berat jenis dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 2 : Hubungan antara sifat-sifat dan berat jenis kadar air 12%

Kekuatan yang diperkirakan pada berat jenis terpilih Tegangan sejajar serat

Tegangan pada batas Sumber : Haygreen dan Bowyer, 1993

(5)

IV. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEKUATAN KA YU

1. Faktor Biologis

Faktor biologis perusak kayu yang penting adalah jamur, bakteri, serangga dan binatang laut. Jasad hidup tersebut merusak kayu karena menjadikan kayu tersebut sebagai tempat tinggal atau makanannya.

Kerusakan yang terjadi akibat kerusakan kayu oleh faktor biologis dapat terjadi baik pada pohon yang masih berdiri, balok segar, kayu gergajian maupun produk-produk kayu lain dalam proses penyimpanan dan pemakaian. Oleh karena itu upaya pengendalian terhadap jasad hidup perusak kayu tersebut sudah sejak lama dilakukan baik secara fisik, mekanik, kimia maupun secara hayati. Kayu yang diserang jamur akan mempengaruhi keteguhan pukul, keteguhan lengkung, keteguhan tekan, kekerasan serta elastisitasnya dan mengakibatkan kekuatan kayu berkurang.

2. Kadar Air

Saat kayu mengering dibawah titik jenuh serat, sebagian besar kekuatan dan sifat-sifat elastik bertambah. Ini mungkin diharapkan akan terjadi karena saat air dikeluarkan dari dinding sel, molekul-molekul berantai panjang bergerak saling mendekat dan menjadi terikat lebih kuat. Kenaikan kekuatan umumnya mulai nampak sedikit dibawah titik jenuh serat dan biasanya kadar air pada 25%. Hubungan antara kandungan air dan sifat-sifat kekuatan "white ash" yang dihubungkan dengan kekuatan segar dapat ditunjukkan pada gambar berikut:

(6)

3. Waktu Penyimpanan

Penyimpanan kayu tanpa pengaruh yang merusak oleh microorganisme, suhu tinggi, atau pembebanan terus menerus kecil pengaruhnya terhadap sifat-sifat kayu tersebut. Setelah berabad-abad, perubahan memang terjadi. Tetapi ini biasanya akibat faktor-faktor lingkungan dan bukan penyimpanan itu sendiri.

Sejumlah kehilangan kebutuhan akan terjadi apabila penyimpanan lama disertai oleh pembebanan suhu terus menerus. Sebagian besar sifat-sifat mekanik kayu terpengaruh oleh lama beban yang dikenakan. Makin lama beban disangga makin rendah beban yang dapat disangga dengan aman.

4. Suhu

Kebanyakan sifat-sifat mekanik kayu berkurang apabila kayu tersebut dipanaskan, dan bertambah apabila didinginkan. Selama suhu tidak melebihi 100oC terdapat sedikit saja kehilangan kekuatan yang permanen. Umumnya semakin tinggi kandungan air kayu semakin besar kepekaannya terhadap suhu tinggi. Hal ini harus dipertimbangkan apabila suhu dapur yang terlalu tinggi digunakan untuk mengeringkan suhu-suhu bangunan yang kritis.

5. Kelelahan

Kekuatan lelah suatu beban adalah kemampuan untuk mempertahankan kekuatannya apabila dikenai beban berat yang berulang. Gelagar pada jembatan jalan rel kereta api adalah suatu contoh penerapan pentingnya kekuatan lelah. Ini dapat terjadi berjuta-juta kali selama umur jembatan. Menurut Wood Handbook (USFPL, 1994) dalam Haygreen dan Bowyer, 1993 kayu bebas cacat berserat lurus yang terkena 2 juta siklus lengkungan akan masih memiliki 60% kekuatan statiknya.

6. Mata Kayu

Mata kayu adalah cacat yang paling umum mengurangi kekuatan kayu gergajian. Pengaruh suatu mata kayu dalam banyak hal mungkin dianggap sama dengan pengaruh suatu lubang. Dalam hal-hal yang lain mata kayu dapat mempunyai pengaruh yang lebih besar daripada suatu lubang yang dibor karena pemuntiran dalam arah serat yang menyertainya. Banyaknya pengurangan kekuatan suatu mata kayu tergantung tidak hanya pada ukuran mata kayu tetapi pada letaknya pada suatu potongan. Suatu mata kayu pada pinggir atas atau bawah suatu gelagar jauh lebih berat dari pada mata kayu yang sama yang letaknya dekat garis tengah. Mata kayu pada pinggir bawah suatu gelagar lebih berat dari pada apabila terletak di pinggir atas, karena mata kayu mempunyai pengaruh yang sangat besar pada kekuatan tarik dari pada pengaruhnya pada kekuatan tekan.

7. Kemiringan Serat

Kemiringan serat pada kayu gergajian dinyatakan dalam panjang dengan penyimpangan suatu inci dalam serat tersebut.

Sumber kemiringan serat dapat dihasilkan oleh :

1. Pemotongan pinggir kayu gergajian yang tidak tepat. 2. Pemotongan rang tidak sejajar kulit.

3. Akibat dari serat memuntir.

(7)

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonimous, 1976. Vademecum Kehutanan Indonesia, Direktorat Jenderal Kehutanan. Departemen Pertanian, Jakarta.

2. _________ , 1992. Manual Kehutanan. Departemen Kehutanan Republik Indonesia, Jakarta.

3. Arief, Arifin, 1994. Hutan, Hakikat dan Pengaruhnya Terhadap Lingkungan. Yayasan Obor Indonesia, Jakarta.

4. Haygreen, J.G dan Jim L. Bowyer, 1993. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Terjemahan Sutjipto A. Hadikusumo. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.

Gambar

Tabel 1 : Kelas Kekuatan Kayu Kelas Kayu Berat Jenis
Gambar 1 : Gambaran tegangan dan regangan dalam tekanan sejajar serat
Tabel 2 : Hubungan antara sifat-sifat dan berat jenis kadar air 12% Sifat Perkiraan Kekuatan yang diperkirakan pada
Gambar 2: Hubungan sifat-sifat kekuatan dengan kandungan air (Sifat-sifat “white ash” dibandingkan dengan kekuatan segarnya)

Referensi

Dokumen terkait

Quality control yang dilakukan Teh Botol Sosro ditandai dengan adanya suatu departemen quality control yang dibawahi oleh manager quality control yang menangani terhadap

Infeksi juga terjadi di laboratorium, pada peneliti yang bekerja dengan menggunakan hewan percobaan yang terinfeksi dengan toxoplasmosis atau melalui jarum suntik

Beberapa menyatakan bahwa tindakan dekompresi dari saraf tibia pada pasien-pasien dengan pes planovalgus deformitas dapat menyebabkan hilangnya efek nyeri karena

Kimble, seorang ahli psikologi pembelajaran telah memberi satu definisi yang agak munasabah bagi ahli-ahli psikologi yang lain, Satu perubahan yang agak kekal

Menghitung Tingkat Produkvitas Masing-Masing Sektor (Lapangan Usaha) yaitu dengan cara membagi PDRB masing-masing lapangan usaha dengan distribusi tenaga kerja yang bekerja

Binangun 123 Peningkatan Turap Drainase Kali Ciselong Dusun Ciselong Majenang 124 Peningkatan Talud Sungai Cijoho Desa Tayem Kec... 125 Perbaikan Tebing Sungai Dermaji

The activity in social media, digital game, and taking daily notes using smartphone have become a very.

Dengan ditanda tanganinya Surat Perjanjian ini oleh PIHAK PERTAMA dan PIHAK KEDUA, maka seluruh ketentuan yang tercantum dalam pasal-pasal perjanjian ini dan seluruh ketentuan