DETERIORASI DAN
PERBAIKAN SIFAT KAYU
MUSRIZAL MUIN
ASTUTI ARIF
SYAHIDAH
FAKULTAS KEHUTANAN
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... iii
BAB I KETAHANAN ALAMI KAYU ... 1
A. Pengertian Ketahanan Alami Kayu ... 1
B. Bahan Diskusi ... 5
D. Bahan Bacaan Pengayaan ... 6
E. Latihan/ Soal-Soal ... 6
BAB II FAKTOR ABIOTIK PERUSAK KAYU ... 7
A. Faktor Fisik ... 8
B. Faktor Kimia ... 18
C. Faktor Mekanis ... 20
D. Tugas/ Bahan Diskusi ... 21
E. Latihan/ Soal-Soal ... 21
F. Bahan Bacaan Pengayaan ... 21
BAB III FAKTOR PERUSAK BIOTIK ... 54
A. Organisme Pendegradasi Kayu ... 54
B. Jamur Penghuni Kayu ... 59
C. Serangga Perusak Kayu ... 69
D. Binatang laut ... 97
E. Bahan Diskusi ... 106
F. Bahan Bacaan Pengayaan ... 106
ii
BAB IV MENDETEKSI DETERIORASI KAYU ... 108
A. Metode Konvensional ... 109
B. Metode Alternatif ... 113
C. Bahan Tugas ... 114
D. Bahan Bacaan Pengayaan ... 114
E. Latihan/ Soal-Soal ... 114
BAB V TUJUAN DAN MANFAAT PERBAIKAN SIFAT KAYU... 115
A. Bahan Diskusi ... 121
B. Bahan Bacaan Pengayaan ... 122
C. Latihan/ Soal-Soal ... 122
BAB VI PERBAIKAN SIFAT KEKUATAN KAYU ... 123
A. Metode-Metode Perbaikan Sifat Kekuatan Kayu ... 125
B. Bahan Tugas ... 133
C. Latihan/ Soal-Soal ... 133
BAB VII PERBAIKAN SIFAT KEAWETAN KAYU ... 134
A. Teknik-Teknik Perbaikan Sifat Keawetan Kayu ... 135
B. Bahan Diskusi ... 141
C. Bahan Bacaan Pengayaan ... 141
D. Latihan/ Soal-Soal ... 143
iii KATA PENGANTAR
Puji syukur disampikan ke hadirat Allah SWT atas berkah dan hidayah-Nya sehingga buku ajar mata kuliah Deteriorasi dan Perbaikan Sifat Kayu ini dapat diselesaikan. Buku ini disusun oleh Tim Pengajar untuk menjadi salah satu sumber belajar bagi mahasiswa di Fakultas Kehutanan Universitas Hasanuddin. Sebagai sumber belajar, buku ini disusun dengan menggunakan rumusan bab per bab dengan tujuan khusus masing-masing. Buku ini memuat aspek-aspek Ketahanan Alami Kayu, Faktor Perusak Kayu, Teknik dan Peranan Perbaikan Sifat Kayu serta Bagaimana Mendeteksi Deteriorasi Kayu.
Walaupun buku ini hanya menyangkut aspek-aspek umum dari Deteriorasi dan Perbaikan Sifat Kayu, penulis berharap buku ajar ini dapat menjadi buku pegangan mahasiswa Program Sarjana dalam menempuh studi dan mengembangkan pengetahuan di Fakultas Kehutanan. Beberapa bahan pengayaan didalam buku ini juga diharapkan dapat dijadikan acuan dalam menyelesaikan masalah-masalah yang berhubungan dengan deteriorasi dan perbaikan sifat kayu atau dalam mengembangkan ilmu secara spesifik. Dengan selesainya buku ajar ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan kepada Pimpinan Fakultas atas bantuan dana yang disediakan.
Penulis
BAB I
KETAHANAN ALAMI KAYU
Tujuan Umum : Bab ini secara umum bertujuan untuk memberikan pemahaman kepada mahasiswa tentang: (1) pengertian ketahanan alami kayu, (2) variasi ketahanan alami kayu, dan (3) hubungan ketahanan alami kayu dengan tujuan penggunaannya.
Tujuan Khusus : Bab ini secara khusus memberikan kemampuan kepada mahasiswa untuk dapat menjelaskan dan mengemukakan contoh tentang bagaimana sifat-sifat dasar kayu mempengaruhi ketahanan kayu (kekuatan dan keawetan).
A. Pengertian Ketahanan Alami Kayu
Kayu yang dikenal sebagai produk alami karena dihasilkan dari proses pertumbuhan pohon pada dasarnya adalah bahan polimer yang tersusun atas berbagai tipe sel dan jenis bahan kimia yang satu sama lain saling berhubungan. Dengan demikian, kayu memiliki sifat anatomi, fisik, kimia, dan mekanis yang juga khas secara alami sehingga akan bervariasi antar jenis, antar pohon dalam satu jenis, dan antar bagian dalam satu pohon. Perbedaan sifat-sifat tersebut tentu saja berimplikasi pada perbedaan ketahanan alami dari kayu. Olehnya itu, mudah dimengerti bahwa setiap faktor perusak kayu akan memiliki dampak atau mengakibatkan deteriorasi dengan tingkat yang berbeda pada setiap potong kayu. Adanya serangan organisme perusak kayu pada suatu struktur bangunan tidak berarti bahwa seluruh kayu yang ada dalam struktur tersebut akan diserang secara merata. Hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan ketahanan dari setiap potong kayu yang menyusun struktur tersebut. Meskipun demikian, adanya serangan tersebut dapat mempengaruhi ketahanan struktur secara keseluruhan sehingga apapun tipe dan bentuk gangguan dari faktor perusak yang muncul seharusnya dihindari sedini mungkin.
organisme perusak kayu. Meskipun demikian, ketahanan kayu juga dapat diartikan secara umum sebagai daya tahan kayu terhadap faktor-faktor perusak, baik faktor biotik maupun faktor abiotik. Untuk memahami pengertian ini diperlukan pengetahuan tentang bagaimana hubungan antara kayu sebagai produk alam dengan faktor-faktor perusak dalam suatu kondisi penggunaan kayu.
Kayu sebagai produk alam harus dipahami sebagai biopolimer yang tersusun atas sel-sel, mengandung persenyawaan kimia berupa selulosa, hemiselulosa, lignin, dan bahan ekstraktif. Pembentukan biopolimer tersebut juga membutuhkan waktu bertahun-tahun dengan keterlibatan tempat dan lingkungan tumbuh. Olehnya itu mudah dimengerti bahwa kayu dapat terurai kembali menjadi komponen-komponen pembentuknya.
Kayu merupakan bahan organik yang melimpah di bumi. Pohon membentuk kayu melalui proses fotosintesis dan jamur beserta agen perusak lainnya merusak kayu melalui proses respirasi yang berperan dalam siklus biosintesis dan biodekomposisi. Hubungan tersebut digambarkan oleh reaksi sederhana berikut yang merupakan bagian dominan dalam siklus karbon:
fotosintesis oleh pohon dan tanaman lain
6n CO2 + 5n H2O + 677.000 n kalori ⇔ (C6H10O5) n + 6n O2 ... (1)
respirasi oleh jamur
dan organisme perusak lainnya
Ada dua tipe utama sel kayu yang terbentuk dari pembelahan kambium, yaitu sel serat (fiber) yang berdinding tebal yang membuat kayu kuat dan sel parenkim (parenchyma) berdinding tipis yang menyimpan cadangan makanan. Serat kayu akan mati beberapa hari atau minggu setelah terbentuk dan kehilangan isi sitoplasmanya dan berubah fungsi menjadi pengangkut air. Sel serat dewasa seluruhnya terdiri atas polimer dinding sel yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin. Oleh karena itu, sel serat kayu dapat didegradasi hanya oleh organisme yang mempunyai kemampuan mendekomposisi bahan struktural berpolimer tinggi. Sebaliknya, sel parenkim tetap hidup selama beberapa tahun dan hanya kehilangan kandungan sitoplasmanya bila kayu gubal dirubah menjadi kayu teras. Gula, pati, asam amino, dan protein dalam sel parenkim membuat kayu gubal sangat rentan (susceptible) terserang oleh sejumlah besar jamur dan bakteri yang dapat menggunakan bahan cadangan makanan tetapi tidak menyerang polimer dinding sel yang kompleks.
Kayu teras dari spesies tertentu memiliki ketahanan (resistant) sedang sampai tinggi terhadap dekomposisi oleh organisme yang dapat mendegradasi dinding sel. Daya tahan tersebut disebabkan oleh fenol, terpena, alkaloid, dan substansi lain yang menumpuk dalam kayu teras dan merupakan racun bagi jamur perusak kayu, bakteri, serangga dan marine borer. Karena substansi beracun tersebut tidak terdapat dalam kayu gubal, kayu gubal mati pada semua spesies sangat mudah mengalami dekompoisi biologis. Pada kayu gubal pohon yang masih hidup pada dasarnya tahan terhadap pelapukan karena aktifnya mekanisme pertahanan, sebaliknya kayu teras lebih mudah terserang dari kayu gubal yang masih hidup. Meskipun sejumlah besar jamur dan beberapa jenis serangga dapat menyebabkan dekomposisi jaringan kayu teras mati, jarang ada organisme yang melakukan dekomposisi produk kayu setelah pohon ditebang, teutama setelah dikeringkan.
sebagai bahan makanan atau tempat perlindungan. Sedangkan lingkungan abiotik mampu mempengaruhi ketahanan kayu karena adanya interaksi fisik, mekanis maupun kimia yang dapat merombak/ merubah komposisi kimia dan bentuk kayu.
Beberapa studi menitikberatkan ketahanan kayu lebih pada daya tahannya terhadap organisme perusak sehingga banyak pustaka yang selalu menggandengkan pengertian ketahanan kayu dengan organisme perusak. Hal ini mudah dimengerti karena daya tahan kayu terhadap serangan organisme perusak (keawetan) dapat mempengaruhi kekuatan kayu secara nyata pada saat serangan tersebut merombak atau mengurangi unsur penyusun kayu, yang biasa diistilahkan dengan kehilangan berat (weight loss). Sebaliknya, daya tahan kayu terhadap beban yang diberikan (kekuatan) relatif tidak berhubungan dengan keawetan kayu. Namun demikian, selain serangan organisme perusak, ada faktor-faktor abiotik yang juga mampu merombak atau mengurai unsur-unsur penyusun kayu dan mempengaruhi umur pakai kayu (keawetan) serta kekuatannya. Hanya saja faktor abiotik ini relatif membutuhkan waktu yang lama untuk melihat dampaknya secara nyata dibanding dengan faktor biotik.
merombak komponen utama pembentuk kayu seperti lignin dan selulosa, serta menurunkan kekuatan kayu.
Ketahanan alami kayu yang bervariasi menunjukkan adanya faktor-faktor bawaan yang mempengaruhinya. Faktor-faktor ini perlu diketahui sebagai bahan referensi dalam memperkirakan atau menentukan kelas ketahanan kayu, baik kekuatan maupun keawetannya. Faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan alami kayu secara umum adalah seluruh sifat-sifat dasarnya yang meliputi struktur anatomi, sifat fisis, dan unsur kimia penyusunnya. Faktor-faktor ini juga memiliki hubungan yang kuat satu sama lain.
B. Bahan Diskusi
Pada bagian ini, mahasiswa secara sendiri-sendiri atau kelompok diminta untuk mendiskusikan dan menyampaikan pendapat tentang bagaimana sifat-sifat dasar kayu mempengaruhi ketahanan kayu (kekuatan dan keawetan). Secara umum, diskusi dijalankan dengan menggunakan skema pertanyaan berikut.
Struktur Anatomi Sifat Fisis Komponen Kimia
? ? ? ? ? ?
Kekuatan ? ? ? ? ? ?
Keawetan ? ? ? ? ? ?
Diskusi dalam kelas dilaksanakan dengan mekanisme sebagai berikut:
1. Peserta mata kuliah dibagi atas tiga kelompok, yaitu: (1) Anatomi; (2) Fisis; dan (3) Kimia.
2. Setiap kelompok memilih ketua kelompok yang akan memimpin diskusi internal kelompoknya untuk mengidentifikasi sifat-sifat dasar, sesuai kelompoknya, yang dapat mempengaruhi kekuatan dan keawetan kayu.
4. Ketua kelompok mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya di depan kelas untuk ditanggapi oleh kelompok lainnya.
C. Bahan Bacaan Pengayaan
D. Latihan/ Soal-Soal
1. Jelaskan hubungan antara sifat anatomi kayu dengan kekuatan dan keawetannya, berikan salah satu contoh kasus !
2. Jelaskan hubungan antara sifat kimia kayu dengan kekuatan dan keawetannya, berikan salah satu contoh kasus !
BAB II
FAKTOR ABIOTIK PERUSAK KAYU
Tujuan Umum : Bab ini secara umum bertujuan untuk memberikan pemahaman kepada mahasiswa tentang faktor abiotik perusak kayu, kondisi dan tingkat serangan, serta
penanganannya secara awal.
Tujuan Khusus : Bab ini secara khusus memberikan kemampuan kepada mahasiswa untuk dapat menganalisis potensi kerusakan kayu akibat faktor abiotik.
Deteriorasi kayu akibat faktor abiotik dapat dilihat pada unsur kayu bangunan yang
mengalami perubahan warna setelah digunakan dalam jangka waktu tertentu. Kerusakan
ini akan semakin besar jika kayu tersebut tidak diberikan perlakuan/perlindungan
sebagaimana mestinya, terlebih lagi jika digunakan pada kondisi yang terekspos terhadap
lingkungan luar. Banyak faktor yang menyebabkan kondisi tersebut dapat terjadi.
Umumnya, hal tersebut disebabkan oleh pengaruh cuaca (weathering), dimana kayu akan
mengalami oksidasi dan fotodegradasi oleh sinar ultraviolet dari matahari.
Selain akibat cuaca, faktor lain yang juga dapat menyebabkan deteriorasi adalah api
dimana seringkali terjadi suatu bangunan mengalami kebakaran yang akibatnya akan
menghabiskan konstruksi tersebut. Faktor lain adalah adanya zat kimia yang mengenai
kayu terutama pada peralatan penampungan bahan kimia maupun meja-meja
laboratorium yang terbuat dari kayu. Keberadaan faktor-faktor ini sangat penting untuk
dipahami agar dapat diupayakan suatu tindakan pencegahan deteriorasi kayu akibat
faktor abiotik tersebut. Secara umum dapat dikatakan bahwa faktor abiotik ialah faktor
yang disebabkan oleh unsur pengaruh alam dan keadaan alam itu sendiri, yang terdiri
atas:
1. Faktor fisik, ialah keadaan atau sifat alam yang mampu merusak komponen kayu sehingga umur pakainya menjadi pendek. Yang termasuk faktor fisik antara lain: suhu
dan kelembaban udara, panas matahari, api, udara dan air. Semua yang termasuk
faktor fisik itu mempercepat kerusakan kayu bila terjadi penyimpangan. Misalnya bila
2. Faktor mekanik, terdiri atas proses kerja alam atau akibat tindakan manusia. Yang termasuk faktor mekanik antara lain: pukulan, gesekan, tarikan, tekanan dan lain
sebagainya. Faktor mekanik berhubungan erat sekali dengan tujuan pemakaian.
3. Faktor kimia, juga mempunyai pengaruh besar terhadap umur pakai kayu. Faktor ini bekerja mempengaruhi unsur kimia yang membentuk komponen seperti selulosa,
lignin dan hemiselulosa. Unsur kimia perusak kayu antara lain: pengaruh garam,
pengaruh asam dan basa.
Secara khusus, pada bab ini akan dibahas faktor perusak kayu yang berasal dari
unsur-unsur alam (faktor abiotik) yaitu faktor fisik (air, cuaca/weathering, panas/thermal
decomposition), faktor kimia (chemical decomposition) dan faktor mekanis (mechanical
wear).
A. Faktor Fisik
A.1. Air
Air sebagai salah satu kebutuhan dalam pertumbuhan pohon akan mengisi dinding
sel dan rongga sel kayu. Seperti diketahui bahwa air pada sel dapat berupa air terikat, air
bebas dan uap air. Air terikat (bound water) adalah air yang terdapat pada dinding sel,
sedangkan air bebas (free water) dan uap air adalah air yang terdapat pada rongga sel.
Air bebas akan mempengaruhi berat kayu sedangkan air terikat akan mempengaruhi berat
dan dimensi kayu. Dengan demikian, kadar air kayu sangat mempengaruhi sifat-sifat
kayu seperti stabilitas dimensi, sifat mekanik dan ketahanan terhadap kerusakan.
Telah diketahui bahwa kayu merupakan bahan yang bersifat higroskopis, karena
polimer dinding selnya mengandung gugus hidroksil yang reaktif. Pada lingkungan yang
mengandung uap air, kayu kering akan menyerap uap air sampai kadar air kesetimbangan
dengan lingkungan. Begitu juga kayu yang jenuh air ketika ditempatkan ditempat yang
kelembaban relatifnya lebih rendah akan kehilangan uap air sampai kadar air
kesetimbangan dengan lingkungan. Dimensi kayu akan berubah sejalan dengan
perubahan kadar air dalam dinding sel, karena di dalam dinding sel terdapat gugus OH
Kembang susut kayu yang paling besar berturut-turut adalah pada bidang tangensial,
radial dan aksial. Stabilitas dimensi kayu adalah kemampuan kayu itu untuk menahan
perubahan dimensi karena perubahan kondisi kadar air.
Ada beberapa cara untuk mengurangi perubahan dimensi kayu yang disebabkan
oleh air yaitu:
1. Menghalangi penyerapan uap air dengan pelapisan produk, berupa pelapisan
dengan cat dan resin sintetis. Cara ini merupakan cara yang umum tapi tidak
efektif, karena hanya akan memperlambat laju difusi dan tidak mampu
menghalangi gerakan uap air secara sempurna.
2. Menghalangi perubahan dimensi dengan penahanan yang membuat gerakan
menjadi sukar atau tidak mungkin. Masalah pada cara ini adalah terjadinya
tekanan-tekanan internal apabila kayu berusaha mengembang tetapi dihalangi,
sehingga dapat mengakibatkan gangguan bentuk atau cacat kayu.
3. Memperlakukan kayu dengan bahan yang menggantikan semua atau sebagian air
terikat di dalam dinding sel. Dilakukan pada kayu yang masih segar dan bahan
perlakuan tetap tinggal dalam dinding sel ketika kayu tersebut dikeringkan.
Bahan yang pertama digunakan adalah resin fenol formaldehid (PF) melalui
proses impregnasi. Bahan lainnya adalah polietilen glikol (PEG), berupa seperti
lilin yang dilarutkan dengan air.
4. Menghasilkan kayu untuk menghasilkan saling ikatan silang antara gugus
hidroksil dalam dinding sel kayu. Ikatan silang dapat mengurangi higroskopisitas
kayu dengan mengurangi tempat ikatan untuk air di dalam dinding sel.
5. Pengisian dengan monomer-monomer plastik seperti metil metakrilat dan stiren
akrilonitril. Monomer tersebut dapat dipolimerisasikan dengan radiasi atau
pemanasan dengan katalisator yang sesuai.
Sebagai contoh, suatu penelitian modifikasi kimia pada kayu karet dengan styrene
yang dikombinasikan dengan crosslinker Glycidyl Methacrylate (GMA) menunjukkan
volume, anti-shrink efficiency dan mengurangi penyerapan air. Ketahanan kimia sampel
yang diberi perlakuan juga lebih tinggi dibandingkan sampel tanpa perlakuan.
A.2. Pencuacaan (Weathering)
Weathering adalah proses yang terjadi pada permukaan kayu dan melibatkan
cahaya yang menyebabkan kerusakan lignin sehingga terurai dan dapat larut dalam air.
Apabila hal tersebut terjadi, lignin akan tercuci dari permukaan kayu dan meninggalkan
permukaan yang kaya komponen selulosa. Ada beberapa pendapat bahwa degradasi
lignin kemungkinan berasosiasi dengan kerusakan karbohidrat dalam proses weathering.
Faktor kunci yang menyebabkan weathering kayu adalah cahaya UV dan air, meskipun
terdapat juga indikasi keterlibatan cahaya tampak. Selain itu juga terdapat peran radikal
bebas dalam proses oksidatif yang terjadi selama weathering, dan beberapa polutan di
udara seperti sulfur dioksida dan nitrogen dioksida memperburuk proses weathering kayu.
Adanya fakta weathering pada kayu mengakibatkan dibutuhkannya proteksi permukaan
seperti cat atau lapisan penutup lainnya dalam berbagai aplikasi.
Faktor perusak kayu yang disebabkan oleh cuaca (weathering) terutama berupa
fotodegradasi oleh sinar ultra violet (UV) dan oksidasi. Fakta-fakta yang terkait dengan
pencuacaan dapat dikemukakan sebagai berikut:
1. kerusakan fotokimia komponen dinding sel kayu oleh gelombang pendek dan
gelombang panjang UV,
2. reaksi oksidasi dari produk dekomposisi komponen dinding sel,
3. pencucian produk dekomposisi yang mudah larut, dan
4. kerusakan mekanik elemen permukaan yang terkait dengan pengembangan dan
penyusutan kayu akibat pembasahan (wetting) dan pengeringan (drying).
Permukaan kayu yang diekspos terhadap cuaca akan terdekomposisi, dimana di
antara komponen utama kayu, lignin mempunyai absorpsi sinar UV terbesar
dibandingkan dengan komponen kayu lainnya. Dengan demikian lignin juga merupakan
komponen pertama yang akan terdekomposisi oleh radiasi UV. Radiasi UV
berangsur-angsur akan menjadi lebih terang karena ligninnya terdekomposisi sehingga akan mudah
tercuci oleh air hujan dan yang tertinggal adalah komponen selulosa dan proses ini akan
berulang terus-menerus yang pada akhirnya akan membuat kayu menjadi rusak.
Evans et al. (1992) dalam Plackett et. al (1996) meneliti tingkat delignifikasi
permukaan radiata pine (Pinus radiata D. Don) menggunakan finir yang diekspos pada
kondisi cuaca alami dan menunjukkan kehilangan lignin secara substansial setelah 3 hari
dipaparkan. Kehilangan berat sampel yang terjadi ternyata karena rusaknya lignin akibat
pencucian oleh air hujan. Penelitian yang dilakukan oleh Norrstrom (1969) dalam
Plackett et. al (1996) menunjukkan bahwa degradasi kayu yang disebabkan oleh UV 80 –
90% terjadi pada lignin, 5 – 20% pada karbohidrat, dan hanya 2% pada ekstraktif.
Berdasarkan Scanning electron microscopy (SEM) dan transmission electron microscopy
(TEM) ternyata bahwa lignin pada sudut dinding sel dan lamella tengah lebih dahulu
terdegradasi pada tahap awal penyinaran UV pada percobaan laboratorium. Degradasi
dinding sel secara massif tidak terjadi saat permukaan kayu diekspos pada cahaya UV
selama lebih dari 10 hari.
Hon dan Chang (1984) dalam Plackett et. al (1996) menunjukkan bahwa kandungan
lignin pada permukaan southern yellow pine turun dari 28% menjadi 14,5 % pada
pemaparan dengan cahaya UV. Dikatakan juga bahwa absorpsi cahaya UV oleh lignin
dapat menghasilkan transfer energi dan berkontribusi terhadap pemecahan sellulosa.
Hemisellulosa memiliki karakteristik absorpsi UV yang hampir identik dengan selulosa
(Hon, 1981) dan dapat menghasilkan degradasi produk yang lebih larut dalam air
dibandingkan dengan sellulosa pada derajat polimerisasi yang sama.
Di antara semua faktor lingkungan yang dapat menyebabkan degradasi pada kayu,
sinar UV dari cahaya matahari merupakan penyebab kerusakan terbesar. Dari komponen
utama kayu, lignin berkontribusi 80-95% terhadap koefisien penyerapan UV oleh kayu,
sementara karbohidrat 5-12% dan ekstraktif 2% (Kuo dan Hu, 1991 dalam Pastore et al.
2004). Lignin merupakan komponen pertama yang didekomposisi oleh radiasi UV (Hon
dan Feist, 1986 dalam Pastore et al. 2004) melalui mekanisme kompleks oleh radikal
bebas (Moore dan Owen, 2000 dalam Pastore et al. 2004). Selanjutnya Pastore et al.
terhadap weathering. Pertama akan menjadi gelap, kemudian kuning atau coklat dan
akhirnya warna perak keabua-abuan akan dominan. Penelitian oleh Kalnins (1966)
mengindikasikan bahwa ekstraktif dalam Douglas fir adalah antioxidan dan karena itu
ekstraktif kemungkinan memberikan efek perlindungan terhadap fotodegradasi kayu.
Miniutti (1964) dalam Plackett et. al (1996) menggunakan SEM untuk
menunjukkan bahwa perubahan utama yang terjadi pada kayu yang disinari UV adalah
rusaknya noktah pada pinggir dinding sel radial dan pembentukan microcheck sepanjang
sudut fibril dalam dinding sel tangensial. Dalam studi yang sama, SEM juga digunakan
untuk menjelaskan degradasi awal lignin pada sudut sel dan dalam lamella tengah selama
tahap awal penyinaran UV. Groves dan Banana (1986) menggunakan SEM untuk
meneliti weathering alami Pinus radiata dan menemukan bahwa deteriorasi
mikrostruktur kayu terjadi setelah 4 bulan dipaparkan. Degradasi permukaan dan
pengikisan permukaan kayu terjadi setelah 6 bulan dipaparkan.
Feist (1982) dalam Plackett et. al (1996) menyimpulkan bahwa aspek signifikan
weathering kayu pada aplikasi struktural menimbulkan pengaruh estetik seperti
perubahan warna, kekasaran, retak permukaan, timbulnya kotoran, dan pertumbuhan
lumut/jamur. Perubahan tersebut dapat terjadi sangat cepat, tapi sering juga hanya sedikit
perubahan nyata lebih lanjut selama beberapa tahun dengan ketiadaan perusak. Hon
(1983) dalam Plackett et. al (1996) mereview reaksi weathering dan proteksi permukaan
kayu dan menyatakan bahwa pada umumnya cuaca menyebabkan terjadinya diskolorisasi
Gambar 1. Perubahan warna akibat pencuacaan di luar ruangan western red cedar, redwood, southern yellow pine, dan Douglas fir di USA
Penelitian di New Zealand yang melakukan pemaparan Pinus radiata dan western
red cedar (Thuja plicata) memberikan hasil yang sama (Gambar 2).
Gambar 2. Perubahan warna akibat pencuacaan di luar ruangan radiata pine dan western red cedar di New Zealand
Bila kayu tidak dilindungi dengan pelapisan (coating) dan terpapar ke atmosfer dan
matahari, disintegrasi fisik dan kimia secara perlahan akan terjadi pada permukaan kayu.
Permukaan kayu segar mulai berubah warna setelah beberapa minggu terpapar di luar
perlahan menjadi coklat. Setelah beberapa tahun terpapar di luar ruangan, permukaan
kayu perlahan-lahan akan berwarna abu-abu.
Pada awalnya, warna kayu berubah menjadi coklat sebagai hasil dekomposisi
fotokimia lignin dan zat ekstraktif membentuk radikal bebas yang menimbulkan
dekomposisi lanjut karbohidrat struktural dan oksidasi sebagian fenolik. Permukaan
yang tercuci lalu mengeluarkan produk dekomposisi yang mudah terlarut, memaparkan
karbohidrat struktural yang lebih tahan terhadap penyinaran (photoresistant) yang juga
didegradasi secara fotokimia dan dioksidasi oleh produk dekomposisi dan agen atmosfer.
Xilan didekomposisi dan lebih mudah tercuci dibandingkan dengan selulosa atau
hemiselulosa kaya glukan. Residu selulosa dan permukaan yang ditumbuhi oleh jamur
berpigmen seperti Aureobasidium pullulans membentuk warna abu-abu. Laju pencuacaan
akan berkurang bila lapisan luar (outer shell) yang mengalami pencuacaan telah
terbentuk dan melindungi permukaan kayu dari kerusakan fotokimia lebih lanjut. Namun
pembasahan dan pengeringan yang berkesinambungan dari permukaan yang tercuacakan
menimbulkan keretakan permukaan, kerusakan mekanik terlokalisasi dan pengelupasan
kulit secara perlahan dari permukaan. Variasi laju pencuacaan dapat disebabkan oleh
perbedaan geografis, lokasi, metode pengujian dan spesies kayu. Pencuacaan
diperkirakan menghilangkan permukaan kayu 6 -7 mm per abad di zona temparate
(Browne, 1960; Kuhne et al., 1972) dalam Arif (2002) dan 1 mm per abad untuk kayu
yang terpapar di kutub utara.
Coating atau film yang mengabsorpsi atau merefleksikan sinar UV dan mengurangi
perubahan kadar air permukaan merupakan metode pencegahan pencuacaan konvensional
pada kayu yang terpapar di luar ruangan. Perlakuan dengan penolak air (water repellent
treatment) juga mengurangi fluktuasi kadar air pada pemakaian kayu di luar ruangan.
Perlakuan kayu dengan bahan kimia seperti Cr2O3 mengurangi pencuacaan dan
dilaporkan dua kali lipat masa pakai dari lateks dan cat berbasis minyak (Feist dan Ellis,
1978) dalam Arif (2002).
A.3. Faktor Panas (Thermal Decomposition)
Lignoselulosa terbakar karena polimer dinding sel mengalami reaksi pirolisis
dengan meningkatnya suhu yang menguapkan zat-zat volatil dan gas-gas yang mudah
terbakar. Polimer selulosa dan hemiselulosa lebih dahulu terdegradasi oleh panas
sebelum lignin. Komponen lignin berperan terhadap pembentukan arang dan lapisan
arang ini melindungi komposit dari degradasi panas. Hubungan antara panas dengan
kerusakan kayu yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 3 berikut :
Gambar 3. Hubungan antara panas dengan kerusakan kayu yang terjadi
Dekomposisi kayu karena panas, seperti banyak senyawa karbon, mudah terjadi
pada suhu tinggi. Pada awalnya, perubahan perlahan mulai sekitar suhu 100oC. Terdapat perubahan warna, kehilangan kekuatan yang serius, pengurangan sifat higroskopisitas,
kehilangan berat, dan evolusi gas seperti CO, CO2, CH2 dan uap air. Perubahan tersebut
tergantung waktu dan meningkat cepat pada suhu yang lebih tinggi. Pembakaran
Proses pada Suhu Rendah (<200oC)
Pengaruh suhu rendah pada kayu sangat penting karena kehilangan kekuatan yang
nyata terjadi pada kisaran suhu ini. Dekomposisi panas kayu mulai pada suhu 100oC. Kayu berubah coklat, permukaan menjadi rapuh (brittle), dan perlahan terjadi kehilangan
berat dan kehilangan kekuatan. Pengaruh suhu ini dapat diamati pada balok yang
diletakkan pada oven (104oC) selama beberapa minggu atau papan gergajian yang dikeringkan secara berlebih di kilang pengering (kiln dry). Warna kecoklatan dan
permukaan brashness dari kayu, mirip tahap awal dari beberapa pelapuk coklat (brown
rot). Keseragaman pewarnaan dan tidak adanya struktur jamur memudahkan
memisahkan kerusakan akibat panas dengan pelapukan tahap awal.
MacLean (1951) dalam Arif (2002) menetapkan kehilangan berat kayu terkait
dengan variasi suhu dan periode keterpaparan, rata-rata dari 11 spesies komersil, sebagai
berikut :
Periode Keterpaparan Suhu (oC) Kehilangan Berat (%)
1 tahun 93 2,7
470 hari 121 26,8
400 jam 149 14,8
102 jam 167 21,4
Kekuatan cepat berkurang oleh pemaparan pada suhu tinggi (Gambar 3). Tidak ada
asap atau penyalaan kayu dihasilkan bila kayu dipaparkan pada suhu di bawah 200oC. Gas-gas utama yang dilepaskan adalah CO2 dan uap air.
Proses pada Suhu Tinggi (>200oC)
Pirolisis (pemanasan tanpa adanya O2) dikenal selama proses distilasi kayu (
wood-distillation process) dimana dihasilkan gas-gas yang mudah terbakar yaitu CH4 dan CO.
Juga banyak senyawa dilepaskan seperti asam asetat, metanol, asam format, furfural,
menyumbang karakteristik bau dari asap kayu. Produk akhir yang tersisa adalah arang /
karbon (charcoal) yang telah banyak dimanfaatkan oleh banyak industri.
Pada pembakaran, kayu akan cepat terdekomposisi pada suhu di atas 200oC dengan adanya O2 dan melepaskan gas-gas yang mudah terbakar seperti CH4 dan CO. Pada suhu
sekitar 275oC, suhu nyala dan panas yang dilepaskan mempercepat pembakaran dan proses dekomposisi.
Urutan pemutusan komponen dinding sel dengan bertambahnya suhu adalah
hemiselulosa, selulosa dan lignin. Hemiselulosa kurang stabil terhadap panas dan
mengalami dekomposisi pada kisaran suhu 225-325oC. Lignin terdekomposisi pada kisaran suhu 250-500oC, sedangkan selulosa pada suhu lebih tinggi dan terbatas pada kisaran 325-375oC (Shafizadeh dan Chin, 1977) dalam Arif (2002). Kayu yang terkarbonisasi pada tahap akhir dekomposisi secara tekstural mirip brown rot dan
menarik untuk dicatat bahwa lignin juga merupakan komponen kayu terakhir yang
dikonsumsi sempurna pada beberapa pelapukan jamur.
A.4. Fire Retardant
Daya tahan bakar kayu dapat ditingkatkan misalnya dengan membuat kayu itu
menjadi anti api (fire proof), antara lain sebagai berikut :
1. Menutup kayu itu dengan bahan lapisan yang tidak mudah terbakar yang
berfungsi melindungi lapisan kayu di bawahnya terhadap api, misalnya asbes
atau pelat logam
2. Menutup kayu itu dengan bahan-bahan kimia yang bersifat mencegah
terbakarnya kayu, misalnya jenis cat tahan api, persenyawaan garam antara lain
amonium dan boor zuur
3. Mengimpregnir kayu itu dengan macam-macam bahan kimia yang bersifat
mengurangi terbakarnya kayu. Ada juga bahan-bahan lain yang menghasilkan
4. Bahan kimia penahan yang efektif adalah ammonium fosfat, ammonium sulfat,
boraks, dan seng klorida. Bahan tersebut telah diteliti secara empirik namun
mekanisme perlindungannya kurang dipahami.
B. Faktor Kimia
Sebagai bahan struktural, kayu memperlihatkan ketahanan terhadap serangan
kebanyakan bahan kimia. Untuk alasan ini, kayu sering digunakan untuk pembuatan tong
penyimpan, tangki, tangki pendingin, atau struktur dimana berhubungan dengan bahan
kimia kaustik yang menyebabkan terjadinya kondensasi, aerosol atau percikan. Sebagai
contoh, bukti deteriorasi kayu yang dilaporkan pada beberapa pabrik pulp kraft akibat
kayu terpapar dalam waktu lama terhadap asam lemah dan basa lemah pada suhu dan
kelembaban tinggi (Barton, 1982) dalam Arif (2002). Karena kayu merupakan bahan
baku kimia utama untuk industri kertas dan turunan selulosa, banyak informasi telah
dihasilkan pada reaksi kayu dan komponennya terhadap banyak bahan kimia. Informasi
ini membentuk dasar bagi proses industri dalam kisaran yang luas. Informasi pada topik
tersebut tersedia dalam buku kimia kayu, kimia selulosa dan pembuatan kertas.
Smith (1980) dalam Arif (2002) menyusun daftar spesies kayu yang
direkomendasikan untuk penggunaan pada lingkungan yang bersifat korosif seperti
kontainer untuk asam, terpapar ke asap asam atau kontainer untuk cairan korosif ringan.
Kayu konifer pada umumnya lebih tahan terhadap serangan bahan kimia korosif daripada
kebanyakan kayu daun lebar. Kriteria untuk kayu tahan bahan kimiawi adalah spesies
yang kaya α–selulosa dan lignin serta rendah xilan.
Asam terutama mendegradasi karbohidrat kayu, dan ketahanan lignin yang tinggi
terhadap asam kuat merupakan dasar untuk penentuan analisis lignin melalui pelarutan
karbohidrat kayu dengan 72% H2SO4. Residu yang tidak larut dari hasil penyaringan
didefinisikan sebagai lignin Klason. Asam menghidrolisis ikatan β (1-4) glikosida selulosa dan hemiselulosa menghasilkan pengurangan kekuatan tarik (tensile strenght)
brash. Mekanisme depolimerisasi dan reduksi awal beberapa sifat kekuatan analog
dengan degradasi brown rot.
Alkali menyerang kayu lebih hebat pada kondisi waktu-suhu dan konsentrasi yang
setara dengan asam. Alkali melarutkan hemiselulosa dan mengubah lignin menjadi
bentuk kompleks lignin-alkali yang mudah larut. Selulosa pada dasarnya tidak berubah.
Kebanyakan proses pulping kayu mengupayakan tipe reaksi alkali ini.
Pada konsentrasi tinggi, bahan kimia alkali kuat menyebabkan kayu menjadi serat
dan tercuci seperti halnya kayu yang terserang jamur pelapuk putih (white rot). Kayu
mengembang dan terjadi pengurangan kekuatan yang tajam.
Wangaard (1966) dalam Arif (2002) menggambarkan perbedaan antara pengaruh
asam kuat dan basa kuat pada berbagai konsentrasi dan suhu terhadap kekuatan kayu
konifer dan kayu daun lebar (Tabel 1)
Tabel 1. Pengaruh asam kuat dan basa kuat pada berbagai konsentrasi dan suhu terhadap
kekuatan kayu konifer dan kayu daun lebar
Jenis
Kayu
MOR (sebagai % kontrol)
2% HCl 10% HCl 2% NaOH 10% NaOH
20oC 50oC 20oC 50oC 20oC 50oC 20oC 50oC
Douglas fir 91 85 76 57 56 40 39 28
White oak 70 51 39 30 26 22 20 15
Sumber : Wangaard, 1966
Erikson dan Reese (1940) memperlihatkan bahwa kayu yang terpapar pada alkohol,
aseton dan benzene menurunkan pengembangan (swelling) dan meningkatkan kehilangan
kekuatan yang dinyatakan dengan berat molekul dan kompleksitas struktur dari senyawa
organik tersebut. Perlakuan kayu dengan ammonia secara temporal menyebabkan
banyaknya reduksi pada ketahanan bengkok (bending resistance) dan memungkinkan
kayu menjadi bengkok pada sudut tajam menjadi berbagai sudut tanpa patah.
Perlakuan kayu dengan sejumlah garam dilaporkan meningkatkan ketahanan rusak
menurunkan kekuatan (Ross, 1956). Perlakuan kayu dengan garam jenis pengawet
seperti garam oksida atau garam asam dari copper, kromium, dan arsenit (CCA), tidak
menampakkan pengaruh serius terhadap kekuatan (Thompson, 1982) kecuali bila kayu
kemudian dikeringkan pada suhu tinggi (Barnes dan Winandy, 1986).
Kontak yang lama antara kayu dengan besi menyebabkan embrittlement dan
hilangnya kekuatan tarik (Baker, 1974). Terdapat laporan bahwa dekomposisi kayu dari
besi menurunkan sifat daya pegang paku, dimana paku pada awalnya dipasangkan ke
dalam kayu gergajian segar. Penggunaan paku tergalvanisasi (dilapisi seng) atau kayu
gergajian kering akan meminimalkan masalah ini. Karena besi beroksidasi (berkarat)
membentuk besi hidroksida yang mengkatalisis reaksi oksidasi dan depolimerisasi
selulosa menjadi oksiselulosa.
C. Faktor Mekanis
Faktor mekanis (mechanical wear) dari kayu merupakan sumber minor deteriorasi
kayu dan melibatkan gaya-gaya yang merobek dan melepaskan bagian kecil permukaan
kayu. Penting hanya pada sedikit kasus penggunaan kayu khusus dimana terjadi gesekan
dan sobekan permukaan yang hebat, seperti anak tangga, menara pendingin, lantai pabrik
sekitar mesin berat, dan kontak paku dan plat pada bantalan kereta api. Partikel pasir
yang diterbangkan angin dapat menyebabkan kerusakan mekanis terhadap tiang, tunggak
dan kayu yang tidak dicat di daerah gurun dan sepanjang pantai. Contoh lain kerusakan
mekanis sering terlihat pada galangan kapal muat atau panggung/peron. Muatan yang
berat dengan sudut tajam menyebabkan abrasi dan keretakan pada permukaan kayu, yang
sepanjang waktu mengembangkan tekstur berserat mirip yang terdapat pada tahap akhir
pelapukan oleh jamur. Metode pencegahan mencakup pemilihan kayu dengan kekerasan
permukaan tinggi, susunan serat sisi/pinggir kayu pada bagian yang mengalami gesekan
kuat dan perlindungan zona kerusakan tinggi dengan plat logam atau penggunaan polimer
D. Tugas/ Bahan Diskusi
Semua peserta mata kuliah ditugaskan untuk membuat sebuah paper mengenai
biodeteriorasi kayu yang diakibatkan oleh salah satu faktor abiotik sebagaimana yang
telah dipaparkan di atas menggunakan berbagai sumber pustaka terbaru !
E. Latihan Soal
Menurut Anda, faktor perusak mana yang paling sulit dicegah di antara faktor-faktor
perusak abiotik tersebut di atas ?
1. Faktor mana yang menimbulkan kerugian paling besar ?
2. Upaya apa yang paling praktis dilakukan untuk mencegah kerusakan kayu akibat
faktor abiotik !
F. Bahan Bacaan Pengayaan
Tinjauan Hasil-hasil Penelitian Faktor-faktor Alam yang Mempengaruhi Sifat Fisik dan Mekanik Kayu Indonesia
Wahyu Dwianto1 dan Sri Nugroho Marsoem2
1. UPT Balai Penelitian dan Pengembangan Biomaterial, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
2. Fakultas Kehutanan, Universitas Gajah Mada
Abstract
This review deals with several topics concerning natural factors affecting physical and
mechanical properties of wood, i.e. (1) wood species; (2) age and location of growing; (3)
position of wood sample in the stem; (4) diameter; (5) humidity, moisture content, and
temperature; (5) weathering and fungi; (6) forest fired; that have been done by
researchers who are members of Indonesian Wood Research Society. The purposes of
this review are (1) to evaluate the research results that have been done, (2) to promote the
applicable and feasible utilization of research results to the users, (3) to provide
information concerning previous researches that might be useful for further researches.
More than 60 wood species have been reported in this review. Besides the major and
(Ceiba pentandra Gaertn.), Merkubung (Macaranga sp.), Cengkeh (Eugenia aromatica
L.), Afrika (Maesopsis eminii), Kisereh (Cinnamomum porrectum (Roxb) Kosterm),
Kibawang (Melia excelsa Jack.), Pulai Konggo (Alstonia kongoensis Engl.), Sengon Buto
(Enterolobium cyclocarpum Griserb.), Salamander (Grevillea robusta A.Cunn.), Kilemo
(Litsea cubeba Pers.), Tahongai (Kleinhovia hospita Linn.), Sukun (Arthocarpus altilis),
Arang (Diospyros borneensis), Berumbung (Adina minutifolia), Tisuk/Waru (Hibiscus
macrophyllus), Urograndis (Eucalyptus urograndis), Kelapa (Cocos nucifera L.), Kelapa
Sawit (Eleais guineensiis Jacq.), Laban (Vitex Pubescens Vahl.), Rambai (Baccaurea
motleyana Muell.), Ki Sampang (Evodia latifolia DC.), Nangka (Artocarpus integra
Merr.), Kalapi (Kalappia celebica), Gofasa (Vitex coffasus), Ketileng (Vitex glabrata),
Cemara (Gymnostoma sp.), and Lamtoro (Leucaena glauca (Willd) Benth). have also
been observed. The researches were generally done in relation to the utilization prospect
of lesser known species, crops estate species, fast growing species, timber estate species,
rural forest species, commercial species, for contruction/structural materials, handy-craft,
musical instruments, or out-door exposures.
Wood properties were interaction between specific gravity or density, moisture content,
shrinkage and mechanical properties of wood. However, the values of those physical and
mechanical properties in the papers could not directly compared to each other, because
there were various testing standard and strength classification used. And unfortunately,
researches on acoustic, thermal, electrical, creep, relaxation, and fatigue behaviour of
Indonesian wood species were very rare or almost none.
Key words: lesser known species, physical and mechanical properties, testing standard and strength classification.
Pendahuluan
Makalah ini menguraikan hasil-hasil
penelitian sifat fisik dan mekanik
jenis-jenis kayu Indonesia yang telah dilakukan
oleh para peneliti anggota Masyarakat
Peneliti Kayu Indonesia (Mapeki). Seluruh
makalah yang akan dibahas telah
dipresentasikan di Seminar Nasional
Mapeki ke I s/d VIII (1998 ~ 2005).
(1) mengevaluasi hasil-hasil penelitian
yang telah dilakukan; (2) mempromosikan
hasil penelitian yang bersifat aplikatif
sehingga diharapkan dapat dimanfaatkan
oleh pihak pengguna; (3) agar penelitian
yang telah dilakukan menjadi acuan bagi
penelitian selanjutnya.
Lebih kurang 60 makalah yang
berhubungan dengan penelitian sifat fisik
dan mekanik kayu telah diterbitkan di
Prosiding Seminar Nasional Mapeki.
Tinjauan hasil-hasil penelitian pada
makalah ini didasarkan pada faktor-faktor
alam yang mempengaruhi sifat fisik dan
mekanik kayu. Faktor-faktor tersebut
dapat dikelompokkan menjadi (1) jenis
kayu; (2) umur dan tempat tumbuh; (3)
letak dalam batang; (4) diameter; (5)
kelembaban, kadar air dan suhu; (6) cuaca
dan jamur; serta (7) kebakaran hutan.
Jenis Kayu
Penelitian sifat fisik dan mekanik yang
telah dilakukan sehubungan dengan
prospek pemanfaatan jenis-jenis kayu
kurang dikenal (lesser known species),
kayu dari tanaman perkebunan (crops
estate species), kayu cepat tumbuh (
fast-growing species), kayu Hutan Tanaman
Industri/HTI (timber estate species), kayu
dari areal agro-forestry, kayu
andalan/unggulan setempat (JAS), kayu
dari hutan rakyat (rural forest species),
kayu perdagangan (commercial species),
kayu langka/ terancam punah, dan kayu
alternatif untuk bahan bangunan
konstruksi/struktural, kayu perkakas/
pertukangan, mebel, kerajinan/ ukiran, alat
musik, atau penggunaan di luar ruangan.
Jenis Kayu Kurang Dikenal
Menurut Badan Inventarisasi dan Tata
Guna Hutan, Departemen Kehutanan, di
Indonesia terdapat 3124 jenis kayu yang
terdiri dari kayu komersial, non komersial,
tak dikenal, maupun jenis kayu budidaya
(Anonim 1986). Jenis kayu non komersial
maupun tak dikenal biasanya memiliki
berat jenis (BJ) rendah, tidak kuat dan
tidak awet, sehingga membatasi
penggunaannya. Sebagai contoh kayu
Balsa dengan BJ 0.15 ~ 0.28 termasuk
kelas kuat dan kelas awet V (Anonim
1979). Prayitno (1998) melaporkan
struktur anatomi, sifat-sifat fisik, mekanik,
penyebaran dan kegunaan kayu Balsa
(Ochroma spp.), Randu (Ceiba pentandra
Gaertn.), Kemiri (Aleurites moluccana
Willd.), dan Merkubung (Macaranga sp.).
Sifat fisik dan mekanik yang diteliti
meliputi BJ, kadar air (KA),
kekerasan, keteguhan lentur (MOE),
keteguhan patah (MOR), keteguhan tekan
sejajar dan tegak lurus serat, serta tarik
tegak lurus serat.
Widiati (2002) meneliti kayu Tahongai
(Kleinhovia hospita Linn.) dan
melaporkan bahwa kayu ini mempunyai
rasio penyusutan arah tangensial dan
radial (T/R rasio) sebesar 1.47, sedangkan
berdasarkan BJ-nya maka termasuk kelas
kuat III. Sifat mekanik kayu ini termasuk
kelas kuat II untuk keteguhan tekan sejajar
serat; kelas kuat IV untuk nilai MOE; dan
kelas kuat II untuk nilai MORnya.
Berdasarkan sifat-sifat tersebut maka kayu
ini dapat dimanfaatkan untuk bahan baku
kayu lapis, mebel dan konstruksi ringan.
Jenis Kayu dari Tanaman Perkebunan
Salah satu upaya untuk mengatasi
menurunnya bahan baku kayu adalah
dengan memanfaatkan jenis kayu yang
berasal dari tanaman perkebunan.
Beberapa jenis kayu perkebunan yang
telah dimanfaatkan adalah kayu Karet
(Hevea brasiliensis Muel. Arg.), kayu
Kelapa (Cocos nucifera L.) dan kayu
Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.).
Rachman dan Malik (1999) meneliti BJ,
kekerasan dan sifat permesinan kayu
Cengkeh (Eugenia aromatica L.) berumur
20 tahun (diameter 10 ~ 30 cm) yang
berasal dari kebun rakyat dan petak
percobaan Institut Pertanian Bogor di
Sukamantri. BJ rata-rata kayu Cengkeh
adalah 0.79 (0.74 ~ 0.84), sedangkan
kekerasan rata-rata adalah 575.25 (473.75
~ 698.70) kg/cm2. Berdasarkan hasil tersebut maka kayu Cengkeh termasuk
kelas kuat II; sekelas dengan kayu Jati
yang memiliki BJ 0.70, bahkan lebih keras
dari kayu Jati yang memiliki kekerasan
440 kg/cm2.
Jenis Kayu Cepat Tumbuh, Kayu HTI dan Kayu dari Areal Agro-forestry
Dimasa depan, kayu-kayu cepat
tumbuh akan menggantikan kayu-kayu
dari hutan alam; oleh karena itu sangat
diperlukan data-data karakterisasinya.
Firmanti et al. (2000) meneliti sifat
kekuatan kayu Akasia (Acacia mangium
Willd.), kayu Afrika (Maesopsis eminii),
Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vr.)
dan Gmelina (Gmelina arborea) contoh
uji skala penuh (6 cm x 12 cm x 300 cm).
Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa
BJ kayu-kayu tersebut berkisar antara 0.35
~ 0.70; MOR antara 15 ~ 90 MPa; dan
MOE antara 3.5 ~ 21 GPa. Dengan
rentang sifat kekuatan yang tinggi, maka
jenis-jenis kayu cepat tumbuh tersebut
bangunan struktural.
Sutapa mengadakan
penelitian-penelitian mengenai kualitas batang dan
sifat fisik kayu Mindi (Melia azedarach
L.) dari areal agro-forestry tradisional di
Cankringan, Yogyakarta. Penelitian ini
dilakukan terhadap pohon Mindi dengan
umur rata 18 tahun dan diameter
rata-rata 34.4 cm. Hasil penelitiannya
menunjukkan bahwa jumlah rata-rata mata
kayu pada batang bagian bawah sampai
ketinggian 3 m sebanyak 0.36/m,
sedangkan pada batang bagian tengah dari
ketinggian 3 ~ 6 m sebanyak 0.96/m.
Ukuran diameter mata kayu tersebut
antara 18 ~ 40 mm. Perbedaan KA antara
kayu gubal dan kayu teras dari pohon yang
baru ditebang sebesar 15.8%. Perbedaan
KA yang relatif kecil ini memperkecil
kemungkinan terjadinya retak akibat
pengeringan (Sutapa 2002). Rata-rata BJ
kayu ini adalah 0.53 dengan perbedaan
nyata antara bagian dalam (0.52) dan
bagian luar batang (0.55). Besarnya
penyusutan tangensial (T) = 7.5%, dan
penyusutan radial (R) = 4.5%, sehingga
didapatkan T/R rasio sebesar 1.7 (Sutapa
2004).
Kholik dan Prabawa (2004) meneliti
mengenai sifat dan kualitas kayu Sukun
(Arthocarpus altilis) berumur 21 tahun di
lahan agro-forestry Loa Kulu, Kabupaten
Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur.
Pengujian sifat fisik dan mekaniknya
dilakukan berdasarkan standar DIN
(Deutsche Institut Fuer Normung) pada
bagian pangkal, tengah, ujung batang,
serta bagian cabang. Hasil pengujiannya
menunjukkan bahwa rata-rata kerapatan
kering tanur = 0.31 gr/cm3; T/R rasio batang = 1.82; T/R rasio cabang = 1.97;
MOE = 50.05 ton/cm2; MOR = 318.28 kg/cm2; keteguhan tekan sejajar serat = 95.86 kg/cm2; keteguhan geser = 6.27 kg/cm2; kekerasan samping = 91.09 kg/cm2; kekerasan ujung = 205.98 kg/cm2; dan keteguhan pukul = 18.95 x 10-3 J/mm2. Berdasarkan klasifikasi berat kayu
(Soenardi 2001), dengan kerapatan kering
udara 0.31 gr/cm3 maka kayu Sukun termasuk jenis kayu ringan (< 0.36 gr/cm3). Stabilitas dimensi kayu ini tergolong
rendah. Martawijaya (1990) menyebutkan
bahwa dengan rasio penyusutan yang
besar akan cenderung lebih mudah pecah
atau berubah bentuk yang mengakibatkan
cacat. Menurut klasifikasi kelas kekuatan
kayu yang didasarkan atas hubungan nilai
kerapatan kering udara, MOR dan
keteguhan tekan sejajar serat (Anonim
1976), maka kayu Sukun termasuk kelas
sebagai bahan bangunan konstruksi.
Jenis Kayu Andalan Setempat
Dalam upaya memberdayakan jenis-jenis kayu di daerah Jawa Barat sebagai
Jenis kayu Andalan Setempat (JAS),
Abdurachman dan Hadjib (2001)
melakukan penelitian mengenai sifat fisik
dan mekanik kayu Kisereh (Cinnamomum
porrectum (Roxb) Kosterm.) BJ = 0.627;
Surian atau Suren (Toona sureni Merr.) BJ
= 0.465; Kibawang (Melia excelsa Jack.)
BJ = 0.492; Pulai Konggo (Alstonia
kongoensis Engl.) BJ = 0.412; Tusam
(Pinus merkusii Jungh. et de Vr.) BJ =
0.734; Sengon Buto (Enterolobium
cyclocarpum Griserb.) BJ = 0.486; Kapur
(Dyobalanops aromatica Burck.) BJ =
0.788; Salamander (Grevillea robusta
A.Cunn.) BJ = 0.614; Mahoni (Swietenia
macrophylla King.) BJ = 0.577; dan
Kilemo (Litsea cubeba Pers.) BJ = 0.460.
Sifat fisik dan mekanik yang diuji meliputi
KA, penyusutan, keteguhan pada batas
proporsi, MOE, MOR, keteguhan tekan
dan geser sejajar dan tegak lurus serat,
keteguhan pukul, kekerasan, serta
keteguhan tarik tegak lurus serat,
berdasarkan standar ASTM (American
Society for Testing Materials) D 143-94.
Dari jenis-jenis kayu yang diteliti, Kisereh,
Kibawang, Pulai Konggo, Kapur,
Salamander, dan Kilemo mempunyai
kestabilan dimensi rendah (T/R rasio > 2),
sedangkan kayu lainnya mempunyai
kestabilan dimensi tinggi. Sebagai bahan
baku konstruksi, selain dilihat berdasarkan
kelas kuatnya, perlu juga dipertimbangkan
rasio kekuatan terhadap berat kayunya
(strength to weight ratio), karena semakin
tinggi rasio tersebut maka semakin sesuai
untuk bahan baku konstruksi. Berdasarkan
nilai BJ, MOR, dan keteguhan tekan
sejajar seratnya maka kayu Kisereh,
Tusam, Salamander, dan Kapur termasuk
dalam kelas kuat II, sedangkan lainnya
kelas kuat III. Jenis-jenis kayu dengan
kelas kuat II dan mempunyai rasio
kekuatan terhadap berat yang cukup tinggi
dapat dimanfaatkan untuk bahan baku
konstruksi.
Jenis Kayu Perdagangan
Kholik dan Gunawan (2004)
melaporkan sifat dan kegunaan 6 jenis
kayu Kalimantan Timur. Jenis-jenis kayu
yang digunakan adalah kayu Sungkai
(Peronema canescens Jack.), Pulai
(Alstonia scholaris R. Br.), Terap
(Artocarpus elasticus), kayu Arang
(Diospyros borneensis), Balau
(Dipterocarpus verrucosus) dan Bintangur
kayu diambil dari pohon dengan diameter
minimal 20 cm (dbh), tinggi bebas cabang
minimal 5 m dan bebas cacat. Pengujian
sifat fisik dan mekaniknya berdasarkan
standar DIN 52182, 52184, 52185 dan
52186. Berdasarkan klasifikasi berat kayu
(Soenardi 2001), kayu Pulai termasuk
jenis kayu ringan (kerapatan kering udara
< 0.36 gr/cm3); kayu Sungkai, Terap, Arang dan Bintangur termasuk jenis kayu
sedang (kerapatan kering udara antara
0.36 ~ 0.56 gr/cm3); kayu Balau termasuk jenis kayu berat (kerapatan kering udara >
0.56 gr/cm3). Dibandingkan dengan jenis-jenis kayu yang diteliti lainnya, kayu
Balau memiliki kestabilan dimensi paling
tinggi (T/R rasio = 1.19). Berdasarkan
hasil pengujian sifat mekaniknya (MOE,
MOR dan keteguhan tekan sejajar serat)
dan klasifikasi menurut Anonim (1979)
maka kayu Balau termasuk kelas kuat II,
dapat digunakan sebagai bahan konstruksi
dan pertukangan; kayu Terap, Arang dan
Bintangur, termasuk kelas kuat III, masih
dapat digunakan sebagai bahan konstruksi
dan pertukangan namun terbatas pada
beban yang lebih ringan; kayu Sungkai
dan Pulai termasuk kelas kuat IV, dapat
digunakan sebagai komponen mebel.
Hadjib dan Sarwono (2004) meneliti
mengenai sifat akustik kayu. Salah satu
jenis kayu yang digunakan untuk alat
musik kolintang adalah Berumbung
(Adina minutifolia). Kayu ini berasal dari
hutan alam dan jumlahnya semakin
berkurang, sehingga perlu ditemukan jenis
kayu lain yang memiliki sifat akustik yang
sama dengan kayu tersebut. Sebagai bahan
baku untuk alat musik, sifat akustik yang
dibutuhkan adalah damping factor (tan δ),
specific dynamic Young’s modulus (E/ρ), kerapatan (ρ), kestabilan dimensi dan sifat mekanik yang tinggi. Selain Berumbung,
jenis kayu yang digunakan pada penelitian
ini adalah Merawan (Hopea mengarawan
Mig.) dan Tisuk/Waru (Hibiscus
macrophyllus). E/ρ dan tan δ dideteksi dengan metode free-free flexual vibration.
Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa
kayu Berumbung mempunyai nilai ρ tinggi (0.85), E/ρ sedang (19.81 GPa) dan tan δ rendah (0.00684). Nilai ρ dan tan δ kayu Merawan dan Tisuk lebih rendah
dari kayu Berumbung, sehingga tidak
dapat menggantikan kayu Berumbung
sebagai bahan baku alat musik kolintang.
Kayu Merawan dapat digunakan sebagai
soundboards gitar dan piano karena
mempunyai nilai ρ sedang (0.57), E/ρ tinggi (29.43 GPa) dan tan δ sangat rendah (0.00413). Sedangkan kayu Tisuk
rendah (0.00666) dapat digunakan sebagai
plat gitar bagian atas.
Fernandes et al. (2004) melaporkan
perambatan panas 4 jenis kayu
perdagangan Indonesia. Nilai
konduktivitas termal kayu merupakan
faktor penting pada proses perekatan yang
menggunakan kempa panas.
Konduktivitas termal adalah bilangan
yang disetarakan dengan besarnya panas
yang mengalir pada suatu balok dengan
panjang 1 m dan selisih suhu 1ºC (Siau
1995). Jenis kayu yang digunakan adalah
kayu (Tectona grandis L.f.), Sengon
(Paraserianthes falcataria (L.) Nielsen),
Meranti (Shorea spp.), dan Keruing
(Dipterocarpus cornutus Dyer.). Hasil
penelitian menunjukkan bahwa setiap
jenis kayu memiliki nilai konduktivitas
termal yang berbeda nyata pada taraf uji
1%.
Jenis Kayu Langka dan Terancam Punah
Pohon Gadog/Gintung (Bischofia
javanica Blume) atau dengan nama
perdagangan Bishop wood merupakan
salah satu jenis pohon di Jawa Barat yang
mulai langka. Sehingga diperlukan suatu
kajian penelitian mengenai penyebaran
serta pengujian sifat-sifat kayunya.
Suwandhi et al. (2004) mengadakan
penelitian mengenai morfologis dan
silvikultur, data dan pola penyebaran,
tingkat kerapatan, tingkat asosiasinya
dengan jenis-jenis pohon lain dan habitat
pohon ini di hutan alam Gunung
Tampomas dan Gunung Kareumbi Masigit,
serta hutan rakyat di beberapa wilayah
Kab. Sumedang. Contoh uji kayu untuk
karakterisasi diperoleh dari Kec. Sukasari,
berumur 30 tahun dengan diameter 33 cm
dan tinggi 20 m. Nilai kerapatan kering
udaranya berkisar antara 0.41 ~ 1.13
gr/cm3 dengan rata-rata 0.56 gr/cm3.
Pada tahun 2004, kayu Ramin
(Gonystylus bancanus Kurz.) telah
disetujui untuk masuk dalam Konvensi
Perdagangan Internasional Species Flora
dan Fauna (CITES) appendix II yang
mengatur dan mengawasi perdagangan
jenis-jenis kayu yang akan terancam
punah. Kayu Ramin mempunyai BJ 0.63
(0.48 ~ 0.84), berwarna putih
kekuning-kuningan atau kuning gading dengan arah
serat lurus, tekstur halus dan merata, serta
permukaan kayu mengkilat dan licin.
Untuk memenuhi kebutuhan beberapa
industri kayu yang selama ini
menggunakan bahan baku kayu Ramin,
maka perlu dicari jenis kayu alternatif
sebagai pengganti Ramin dari jenis-jenis
kayu yang kurang dikenal. Rulliaty (2005)
kayu pengganti Ramin. Pengamatan
dilakukan terhadap jenis-jenis kayu
koleksi yang terdapat di Laboratorium
Anatomi Kayu, Pusat Penelitian dan
Pengembangan Hasil Hutan, Bogor yang
memiliki kesamaan, terutama dalam hal
warna, BJ, arah serat dan tekstur kayu.
Berdasarkan hasil pengamatan, terdapat 25
jenis kayu yang memiliki kesamaan
dengan kayu Ramin.
Jenis Kayu Alternatif
Damar Mata Kucing (Shorea javanica
K. et V.) merupakan pohon penghasil resin
damar. Sarwono (2004) melakukan
penelitian mengenai kayu ini dengan
tujuan untuk menganalisis alternatif
pemanfaatan paska produksi getahnya
dengan mengamati sifat fisik dan mekanik
kayu hasil tebangan. Pengujian sifat fisik
dan mekaniknya berdasarkan standar
ASTM D 143-94. Hasil pengujian sifat
fisik dan mekaniknya dapat dilihat pada
Tabel 1.
Umur dan Tempat Tumbuh
Penelitian-penelitian mengenai faktor
umur dan tempat tumbuh terhadap sifat
fisik dan mekanik telah dilakukan
terhadap jenis-jenis kayu kurang dikenal,
yaitu Urograndis (Eucalyptus urograndis);
kayu cepat tumbuh dan kayu HTI, yaitu
Mindi (Melia azedarach L.), Akasia
(Acacia mangium Willd.) dan Gmelina
(Gmelina arborea); serta kayu
perdagangan, yaitu Jati (Tectona grandis
L.f).
Table 1. Physical and mechanical properties of Damar Mata Kucing (Shorea javanica K. et V.) wood.
Physical and Mechanical Properties Average Radial Tangential
Density (gr/cm3) 0.78
Air-dry moisture content (%) 9.23
Shrinkage (%) 4.074 8.149
Stress at proportional limit (kg/cm2) 367.07
Stress at rupture limit (kg/cm2) 520.38
MOE (kg/cm2) 96010
Impact bending (kgm/dm3) 16.71 17.75
Compression parallel to grain (kg/cm2) 336.34
Compression perpendicular to grain (kg/cm2) 63.60
Edge hardness (kg) 521.66
Surface hardness (kg) 320
Shear strength (kg/cm2) 106.91 96.94
Tears strength (kg/cm2) 53.30 46.68
Jenis Kayu Kurang Dikenal
Penelitian sifat fisik dan mekanik
jenis kayu Urograndis (Eucalyptus
urograndis) dilakukan terhadap tanaman
berumur 2 dan 3 tahun (Hadjib 2000).
Hasil pengujiannya dirangkum pada Tabel
2. Dari hasil pengamatan, belum terdapat
perbedaan yang nyata pada BJ
berdasarkan jarak empulur ke arah kulit
dan dari pangkal ke ujung batang bebas
cabang. Menurut klasifikasi kekuatan kayu
Indonesia, kayu tersebut tergolong kelas
kuat III sehingga dapat digunakan untuk
bahan baku mebel atau konstruksi ringan.
Wulandari et al. (2002) meneliti
variabilitas sifat fisik dan mekanik kayu
Urograndis dari beberapa klon. Kayu
Urograndis merupakan hasil persilangan
antara E. urophylla S.T. Blake dan E.
grandis W. Hill ex Maiden. Kayu yang
digunakan pada penelitian ini terdiri dari 4
klon, yaitu klon 1837; 382.01 No.15; 1841
No.1; dan 1841 No.20 berasal dari
Kalimantan Timur dan berusia 3 tahun 6
bulan. Pengujian sifat fisik dan
mekaniknya berdasarkan ASTM D143-94
contoh uji bebas cacat. Berdasarkan
klasifikasi Den Berger (1923), kayu
Urograndis dari 4 klon tersebut termasuk
kelas kuat III-IV. Klon 1837 memiliki
nilai keteguhan tekan sejajar serat,
keteguhan geser sejajar serat (R dan T),
kekerasan sisi, nilai MOE dan MOR yang
lebih tinggi dibandingkan dengan klon
lainnya; sehingga dapat dipertimbangkan
untuk dikembangkan sebagai salah satu
tanaman pada HTI.
Jenis Kayu Cepat Tumbuh dan Kayu HTI
Kayu Mindi (Melia azedarach L.)
merupakan jenis kayu cepat tumbuh
dengan riap sekitar 20 m3/ha/tahun dan mulai dikembangkan sebagai salah satu
jenis kayu HTI. Penelitian yang dilakukan
oleh Kasmudjo dan Sunarto (1999)
bertujuan membandingkan sifat-sifat kayu
Mindi pada umur 12 dan 18 tahun.
Pengujian sifat fisik dan mekaniknya
dilakukan berdasarkan standar ASTM D
143-94. Hasil pengujiannya dapat dilihat
pada Tabel 3. BJ dan sifat mekanik yang
diuji meningkat dengan bertambahnya
umur pohon, sedangkan KA dan
penyusutan tidak berbeda nyata. Dengan
T/R rasio yang sedang, kayu ini cenderung
mudah retak dan pecah pada proses
pengeringan awal. Dari sifat mekanik
yang menengah, kayu ini kurang memadai
untuk penggunaan yang memerlukan
prioritas kekuatan.
Gunawan et al. (2001a) telah
sifat kayu HTI berdasarkan umur dan
lokasi tanaman terhadap kayu Akasia
(Acacia mangium Willd.) dan Gmelina
(Gmelina arborea) dengan umur 2, 3, 4, 5,
dan 6 tahun yang tumbuh di areal HPHTI
PT Sumalindo Lestari Jaya di Sebulu dan
Menamang. Pengujian sifat fisik dan
mekaniknya menggunakan standar DIN,
meliputi kerapatan, penyusutan, MOE,
MOR, keteguhan geser, keteguhan tekan
sejajar serat dan kekerasan. Dari uji
statistik menunjukkan bahwa sifat kayu
Akasia yang berbeda nyata pada tingkat
kepercayaan 5% terhadap umur tanaman
adalah penyusutan T, MOR dan kekerasan
bidang R; sedangkan terhadap lokasi
tempat tumbuh adalah penyusutan T,
MOR dan keteguhan tekan sejajar serat.
Penyusutan T dan MOR kayu Akasia yang
ditanam di Sebulu lebih rendah
dibandingkan dengan di Menamang.
Untuk kayu Gmelina, hampir seluruh sifat
kayu yang diamati berbeda nyata pada
tingkat kepercayaan 5% terhadap umur
tanaman dan lokasi tempat tumbuh,
kecuali penyusutan T dan MOE.
Kerapatan, MOR dan keteguhan geser
arah radial kayu Gmelina yang tumbuh di
Sebulu lebih tinggi dibandingkan dengan
di Menamang pada umur 2 tahun,
sedangkan pada umur 6 tahun kerapatan,
MOR dan keteguhan tekan sejajar seratnya
menjadi lebih rendah, tetapi keteguhan
geser dan kekerasannya lebih tinggi.
Table 2. Physical and mechanical properties of 2 and 3 years-old Urograndis (Eucalyptus urograndis) wood.
Physical and Mechanical Properties 2 years-old 3 years-old
Specific gravity 0.451 ~ 0.612 0.521 ~ 0.700
MOR in wet (kg/cm2) 454.10 ~ 713.50 502.54 ~ 872.78
MOR in dry (kg/cm2) 548.16 ~ 953.28 702.15 ~ 1074.07
Source: Hadjib (2000)
Table 3. Physical and mechanical properties of 12 and 18 years-old Mindi (Melia azedarach L.) wood.
Physical and Mechanical Properties 12 years-old 18 years-old
Specific gravity 0.47 0.55
Air-dry moisture content (%) 13.8 12.8
T/R ratio 1.59 1.58
Compression parallel to grain (kg/cm2) 312.3 326.8
Compression perpendicular to grain (kg/cm2) 76.5 88.0
Hardness (kg/cm2) 337.2 369.1
Jenis Kayu Perdagangan
Daur kayu Jati (Tectona grandis L.f)
yang ditanam Perum Perhutani
berdasarkan kriteria silvikultur dan sifat
kayu (fisik, mekanik, kimia, pengerjaan)
yang bertujuan menghasilkan kayu
perkakas, ditetapkan antara 60 ~ 80 tahun.
Namun berdasarkan pertimbangan
finansial, daur yang sesuai berkisar antara
40 ~ 60 tahun. Penerapan daur yang lebih
pendek perlu melihat pengaruhnya
terhadap sifat-sifat kayu. Menurut Bhat
(1991) kerapatan dan kekuatan kayu Jati
yang berumur lebih muda tidak selalu
lebih rendah dari yang berumur lebih tua.
Sulistyo dan Marsoem (1999) meneliti
mengenai pengaruh umur terhadap sifat
fisik dan mekanik kayu Jati. Bahan
penelitian ini berasal dari hutan tanaman
bonita IV di KPH Madiun, BKPH Dungus,
Perum perhutani Unit II Jawa Timur;
dengan kelas umur (KU) VIII (tahun
tanam 1917), KU VI (tahun tanam 1942)
dan KU IV (tahun tanam 1958).
Pengambilan contoh uji kayu dilakukan
secara aksial (vertikal), yaitu pangkal,
tengah dan ujung batang; dan secara radial
(horizontal), yaitu dekat hati/empulur,
tengah dan dekat kulit; berdasarkan
standar BS (British Standard) 373 (1957).
Hasil pengukuran pada arah vertikal
menunjukkan bahwa KA rata-rata bagian
pangkal lebih tinggi; sedangkan pada arah
horizontal tidak ada kecenderungan
tertentu untuk ketiga KU tersebut. KA
rata-rata keseluruhan menunjukkan bahwa
semakin tinggi KU maka KA-nya semakin
rendah (KU IV = 94.79%; KU VI =
82.45%; KU VIII = 44.90%).
Kemungkinan faktor-faktor yang
mempengaruhi variasi perbedaan KA
adalah: (1) KU VIII telah mengalami
teresan selama 2 tahun; (2) kandungan
ekstraktif kayu Jati KU VI lebih tinggi
daripada KU IV (Ismariana 1993); (3)
kandungan ekstraktif pada kayu teras lebih
tinggi (Panshin dan de Zeeuw 1980); (4)
BJ kayu cenderung semakin besar ke arah
kulit dan menyebabkan kandungan kadar
airnya semakin rendah (Wangaard 1950;
Koch 1972). Pada penelitian ini tidak
terlihat perbedaan BJ yang disebabkan
oleh KU. BJ KU IV = 0.675; KU VI =
0.556; dan KU VIII = 0.604. Tetapi nilai
MOE dan MOR menurun dengan semakin
tingginya KU. Meningkatnya BJ ke arah
pangkal-kulit menyebabkan meningkatnya
nilai MOR pada arah yang sama. Tetapi
penyusutan arah R dan T semakin rendah
ke arah kulit dan semakin tingginya KU.
Pandit (2000) melakukan pengamatan
untuk mengetahui rasio kayu teras dan
gubal, rasio kayu juvenil dan kayu dewasa,
serta mutu tekstur kayu Jati dari berbagai
kelas umur. Hasil pengamatannya
menunjukkan bahwa persentase kayu teras
dari KU I ke KU V rata-rata meningkat
secara nyata. Persentase kayu juvenil dari
sekitar 88.05% pada KU I turun menjadi
sekitar 22.24% pada KU IV. Mutu tekstur
pada KU yang rendah lebih kasar
dibandingkan dengan KU yang lebih
tinggi.
Letak dalam Batang
Penelitian-penelitian mengenai
pengaruh letak dalam batang terhadap sifat
fisik dan mekanik telah dilakukan terhadap
jenis-jenis kayu kurang dikenal, yaitu kayu
Laban (Vitex Pubescens Vahl.) dan kayu
Rambai (Baccaurea motleyana Muell);
kayu dari tanaman perkebunan, yaitu kayu
Kelapa Sawit (Eleais guineensiis Jacq) dan
kayu Kelapa (Cocos nucifera L.); kayu
cepat tumbuh dan kayu HTI, yaitu kayu
Gmelina (Gmelina arborea); serta kayu
andalan setempat, yaitu kayu Surian
(Toona sureni Merr.).
Jenis Kayu Kurang Dikenal
Widiati dan Susanto (2005)
melaporkan sifat fisik dan mekanik kayu
Laban (Vitex Pubescens Vahl.)
berdasarkan letak ketinggian dalam batang.
Sifat fisik dan mekanik yang diteliti
adalah KA, kerapatan, perubahan dimensi,
keteguhan tekan sejajar serat, keteguhan
pukul, MOE, MOR, keteguhan geser
sejajar serat dan kekerasan dengan
menggunakan standar DIN. Hasil
pengujian sifat-sifat fisik dan mekanik
kayu ini dapat dilihat pada Tabel 4. Dari
hasil pengujian tersebut kayu Laban
termasuk kelas kuat I dan dapat
dimanfaatkan sebagai bahan konstruksi.
Penelitian mengenai sifat fisik dan
mekanik kayu Rambai (Baccaurea
motleyana Muell) berdasarkan letak
ketinggian dalam batang dilakukan oleh
Torambung dan Dayadi (2005). Contoh uji
diambil dari pohon berdiameter antara 38
~ 44 cm dan tinggi bebas cabang antara
3.2 ~ 4.0 m. Sifat fisik dan mekanik yang
diteliti adalah KA (DIN 52183-77),
kerapatan (DIN 52182-76), perubahan
dimensi, keteguhan tekan sejajar serat
(DIN 52185-76), keteguhan pukul (DIN
52189-48), keteguhan lentur statis (MOE
dan MOR, DIN 52186-78), keteguhan
geser sejajar serat (DIN 52187-79) dan
kekerasan. Hasil pengujian sifat fisik dan
mekaniknya dapat dilihat pada Tabel 5.
mekanik kayu tersebut menurun dari
bagian pangkal menuju ujung batang.
Berdasarkan nilai-nilai sifat mekaniknya,
kayu Rambai termasuk ke dalam kelas
kuat II-III.
Table 4. Physical and mechanical properties of Laban (Vitex Pubescens Vahl.) wood based on the bottom and upper parts of stem.
Physical and Mechanical Properties
Bottom Upper Average
Green moisture content (%) 89.72 82.23 86.03
Air-dry moisture content (%) 12.89 12.55 12.70
Air-dry density (gr/cm3) 0.939 0.898 0.916
Oven-dry density (gr/cm3) 0.893 0.850 0.872
Compression parallel to grain (N/mm2)
85.17 80.70 82.99
Impact bending (N/mm2) 0.095 0.087 0.091
MOE (N/mm2) 15529.02 14074.16 14803.18
MOR (N/mm2) 124.79 115.96 120.39
Radial shear strength (N/mm2) 15.30 14.19 14.70
Tangential shear strength (N/mm2)
15.66 14.51 15.03
Radial Tangential Longitudinal
Swelling (%) 5.68 9.41 0.20
Shrinkage (%) 5.37 8.59 0.20
Hardness (N) 7990.74 9033.33 10079.63
Source: Widiati and Susanto (2005)
Table 5. Physical and mechanical properties of Rambai (Baccaurea motleyana Muell) wood based on the bottom, middle and upper parts of stem.
Physical and Mechanical Properties
Bottom Middle Upper Average
Air-dry moisture content (%) 12.83 12.45 12.43 12.57
Oven-dry density (gr/cm3) 0.601 0.592 0.587 0.593
Compression parallel to grain (N/mm2)
53.79 51.89 49.38 51.69
Impact bending (J/mm2) 0.0790 0.0707 0.0681 0.0726
MOE (N/mm2) 10071.96 9337.61 9141.30 9516.96
MOR (N/mm2) 89.00 85.19 81.28 85.16
Shear strength parallel to grain (N/mm2)
12.45 11.70 11.29 11.81
