Mata Kuliah:
Sifat-Sifat Dasar Kayu
Program Studi Pengelolaan Hutan Fakultas Pertanian
Universitas Sebelas Maret 2020
Pertemuan ke-5
Sistem perkuliahan daring Kamis, 26 Maret 2020 Kelas B Jum`at, 27 Maret 2020 Kelas A
Bidang Potongan Kayu
Penampang:
A. Melintang B. Tangensial
C. Radial
Review materi perkuliahan yang lalu
Gambar Penampang Kayu Daun
Penampang (x) Penampang (r) Penampang (t)
Gambar Penampang Kayu Jarum
Penampang (x) Penampang (r) Penampang (t)
Kayu lunak Kayu keras
Sifat-sifat Fisika kayu
Yus Andhini Bhekti Pertiwi, S.Hut., M.Sc. Ph.D.
PENDAHULUAN
•
Sifat- sifat fisika kayu:Ø
non-mekanis (sifat fisika kayu)Ø
Mekanis (sifat mekanika kayu)
Sifat fisika kayu membahas hubungan kayu dengan air, panas, listrik, cahaya, suara, dll.PENDAHULUAN
Faktor-faktor yang menentukan sifat fisika kayu:
1. Banyaknya zat dinding sel yang ada dalam suatu volume kayu
2. Banyaknya air yang ada dalam dinding sel
3. Komposisi komponen-komponen kimia primer penyusun dinding sel (selulosa, hemiselulosa, lignin) dan ekstraktif
4. Susunan dan arah mikrofibril penyusun dinding sel
5. Jenis, ukuran, proporsi (persentase), dan
komposisi sel-sel penyusun kayu
Kayu mudah menyerap air karena kayu terdiri dari
molekul-molekul selulosa yang tersusun dari ikatan OH yang mampu mengikat air
Dalam kayu molekul selulosa membentuk makromolekul
yang disebut mikrofibril
HUBUNGAN KAYU DENGAN AIR
A.
Kadar Air Kayuq
Kayu à bahan higroskopis, artinya: kayu mempunyai afinitas (daya ikat) terhadap air dan cairan polar yang lain, baik dalam bentuk uap maupun cairan.q
Kayu dapat menyerap air (adsorpsi)
Apabila kayu kering dimasukkan dalam ruang dengan lembab nisbi yang tinggi (lebih tinggi dari lembab nisbi kayu) maka kayu tersebut akan menyerap air.q
Kayu dapat menguapkan air (desorpsi)
Apabila kayu basah dimasukkan dalam ruangan dengan lembab nisbi rendah, maka kayu basah tersebut akan menguapkan air.q
Kayu dapat menyerap air sampai kadar air kayu maksimum à kondisi pada saat semua rongga sel baik yang mikro (dalam dinding sel) dan yang makro (rongga sel) penuh dengan airPenentuan Kadar Air Kayu
Kadar air kayu (Ka) = Banyaknya air dalam sepotong kayu
Ka dinyatakan dalam persen (%) dari berat kayu kering tanur
Berat kayu kering tanur = Berat kayu setelah
dikeringkan dalam tanur pada suhu 103±2°C
sampai mencapai berat konstan (tidak ada lagi
air dalam kayu).
Rumus Kadar Air Kayu
Keterangan:
Ka = Kadar air kayu (%)
Bb = Berat kayu sebelum dikeringkan (berat basah) Bkt = Berat kayu kering tanur
atau dapat ditulis:
Contoh penggunaan rumus
1.
Sepotong kayu segar beratnya 400 gram. Sesudah kering tanur beratnya 250 gram. Berapa kadar air kayu tersebut?Jawab:
2.
Sepotong kayu basah dengan kadar air 25% beratnya 250 gram.a.
Berapakah beratnya pada keadaan kering tanur?b.
Berapakah beratnya pada kadar air 15%?Jawab:
a.
b. Bb = Bkt (1+KA)
B15= 200(1+0,15) =230 gram
= 60%
3. Sepotong kayu kering tanur beratnya 300 gram.
Berapa beratnya pada kadar air 20%?
Jawab
Bb = Bkt (1+KA)
B
20= 300(1+0,20) =360 gram
Lokasi Air dalam Kayu
a. Dalam dinding sel à air terikat
b. Dalam rongga sel àair bebas
berbentuk cair,
mengisi rongga sel/
melekat pada
dinding sel
A. Air terikat
Air/cairan polar lain diikat dalam dinding sel oleh ikatan hidrogen
Air terutama diikat oleh gugus-gugus
hidroksil dalam selulosa amorf dan
dapat bersifat monomolekular (satu
molekul) atau polimolekular (banyak
molekul)
A. Air terikat
Titik Jenuh Serat (TJS)
TJS à Suatu kadar air kayu pada saat dinding sel sama sekali jenuh dengan air, sementara rongga sel tidak terisi air.
Kondisi kayu pada TJS bersamaan dengan volume pengembangan maksimum dari dinding sel dan terjadi perubahan besar dalam sifat-sifat fisika kayu, antara lain:
1. Dibawah TJS kayu dapat mengalami pengembangan dan penyusutan pada perubahan kadar air kayu
2. Penurunan kadar air kayu di bawah TJS akan menaikkan berat jenis dan kekuatannya
3. Penurunan kadar air kayu di bawah TJS akan
menurunkan daya hantar listrik dan panas
TJS berkisar antara kadar air 25-30 %
Pada kayu tertentu TJS bisa terjadi pada kadar air yang lebih rendah, karena mengandung
banyak ekstraktif.
Misalnya:
TJS kayu jati = 18 %
TJS kayu sonokeling = 15%
B. Air bebas
Air yang ada dalam kayu berada dalam rongga sel sebagai air bebas
Jika dinding sel telah jenuh dengan air, maka air akan masuk dalam rongga sel sampai rongga sel juga penuh dengan air.
Pada saat dinding sel dan rongga sel jenuh dengan air, maka dikatakan kayu mencapai kadar air maksimum.
Banyaknya air dalam kayu pada kondisi KA maksimum ditentukan oleh :
◦ Volume dan rongga-rongga dalam kayu
◦ Berat jenis kayu berdasarkan berat dan volume masing-
masing pada keadaan kering tanur.
Rumus KA maksimum kayu
Keterangan:
Go = berat jenis kayu berdasarkan berat dan volume kering tanur 1,5 = berat jenis zat kayu kering tanur
Grafik hubungan antara berat jenis kayu dan kadar air maksimum teoritis
Kadar Air Seimbang Kayu
Kadar air seimbang kayu merupakan kadar air yang tetap pada kayu jika kayu berada dalam suatu atmosfer dengan kelembaban tertentu dalam waktu yang cukup lama.
1. KAS berubah apabila suhu dan kelembaban atmosfer berubah
2. Di negara beriklim sedang seperti Amerika Serikat, Kanada, Eropa (lembab nisbi 50-60
%), KA kering udara berkisar 12-15 %.
3. Negara tropis seperti Indonesia (lembab nisbi
80-90 %), KA kering udara antara 15 – 20 %.
1 Kadar air kayu segar
: Kadar air pohon yang masih hidup/baru saja ditebang
2 Kadar air kayu basah
: Kadar air k ayu yang sudah ditebang dengan kadar air di atas TJS. Dapat juga diartikan kadar air kayu yang tidak dalam keadaan kering.
3 Kadar air kayu
Titik jenuh serat
: Kadar air kayu pada saat dinding sel sama sekali jenuh dengan air, sedang rongga sel tidak terisi air.
4 Kadar air seimbang : Kadar air kayu yang seimbang/sesuai dengan suhu dan kelembaban atmosfer di sekitarnya.
5 Kadar air kering angin atau kering udara
: KAS kayu dalam atmosfer terbuka di bawah atap
6 Kadar air kering
tanur atau kering tulang
: Kadar air kayu sesudah dikeringkan dalam tanur pada suhu 103+20 C sampai mencapai berat konstan.
7 Kering oven : Dikenal dengan istilah Kilndry yang tergantung pada sasaran Ka dalam pengeringan.