TKS 4406
Material Technology I
Dr.Eng. Achfas Zacoeb, ST., MT. Department of Civil Engineering Faculty of Engineering University of Brawijaya
Kayu
(
wood or timber
)
Umum
Umum
(lanjutan)Indonesia memiliki sumber potensi hutan yang tidak sedikit, sekitar 3.000 - 4.000 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)Umum
(lanjutan)Bagian-bagian terpenting pada pohon adalah :
Akar (serabut dan tunggang)
Batang (pangkal, tengah dan ujung)
Cabang
Ranting
Daun
Bagian-bagian
A. Kulit luar B. Kulit dalam C. Kambium D. Kayu gubal E. Kayu teras F. Hati
G. Lingkaran tahun (rengat)
J. Kayu Akhir I. Kayu awal H. Jari-jari
Bagian-bagian
(lanjutan)a. Kulit luar (outer bark) : lapisan luar yang sudah mati dan berfungsi sebagai pelindung kayu terhadap serangan dari luar (misalnya : iklim, 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
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 bagian-bagian 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
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)Faktor-faktor perusak kayu
Dari dalam - internal (Secara alam oleh pohon itu sendiri selama proses pertumbuhannya.
Dari luar
(udara, cahaya, air, panas)
Faktor mekanik
(pukulan, gesekan, tekanan)
Faktor kimia
Cacat
(lanjutan)Cacat Mata Kayu
Cacat
(lanjutan)Cacat
(lanjutan)Cacat Kemiringan Arah Serat
Cacat
(lanjutan)Cacat
(lanjutan)Cacat Serat Bolak-Balik
Cacat
(lanjutan)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”.
Sifat dan Jenis
(lanjutan)Faktor-faktor yang mempunyai sifat-sifat kayu :
Berat jenis
Kadar lengas
Kecepatan pertumbuhan (cincin tahun)
Posisi cincin tahun
Mata
Retak
Miring arah serat
Pohon hidup dan mati
Pengeringan alam dan oven
Pengawetan
Keawetan
Lamanya pembebanan
Sifat dan Jenis
(lanjutan)Sifat Umum :
Semua batang pohon mempunyai pengaturan vertikal dan sifat simetri radial.
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.
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 perusak-perusak 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.
Sifat dan Jenis
(lanjutan)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 : 0.75 – 0.90), contoh : kulim. Agak berat (BJ : 0.60 – 0.75), 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.
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)
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 0.04 – 0.10%
•abu 0.20 – 0.50%
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
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).
