Sifat-Sifat Kayu
Sifat-Sifat Kayu – Adalah sifat-sifat spesifik kayu yang dihasilkan dari proses pertumbuhan. Dengan demikian maka sifat-sifat kayu sangat beraneka ragam karena selama proses pertumbuhannya dipengaruhi oleh banyak faktor.
Faktor-faktor tersebut adalah :
- Asal atau lokasi tempat tumbuh (alam, tanaman, letak geografi, jenis baru)
- Letak kayu di dalam satu batang (arah radial dan aksial, gubal dan teras, kayu awal dan kayu akhir, batang dan cabang)
- Asalnya dari beberapa batang (umur, diameter)
- Bentuk dan kondisi batang pohon (normal dan abnormal, kayu reaksi, adanya mata kayu)
- Kecepatan tumbuh pohon (riap, zat dalam kayu)
- Pengaruh lingkungan (bonita, jenis tanah, iklim, hama dan penyakit, intensitas matahari, lebar tajuk, pengaruh angin dan letak dalam hutan)
- Adanya perlakuan silvikultur (pemupukan, jarak tanam, perlakuan pemeliharaan dan penjarangan, teknik penanaman, adanya sadapan)
- Tindakan pemuliaan pohon (genetik dan macam-macam perlakuan pemuliaan)
Tanaman pohon yang tumbuh dari bibit yang unggul, ditanam dan dipelihara dengan baik diharapkan dapat menghasilkan kayu dengan sifat-sifat yang memadai.
Sifat-sifat kayu ada 3 macam yaitu sifat fisika, mekanika dan sifat kimia kayu
Berikut ini diberikan informasi singkat satu persatu.
3.1 Sifat Fisika Kayu
Sifat fisika kau merupakan satu bagian daripada sifat-sifat kayu, yaitu sifat-sifat fisika, sifat mekanika dan sifat kimia kayu.
Sifat fisika kayu adalah spesifik karena peranan faktor dalam dari pada struktur kayu sangat menentukan, disamping peran lingkungan dimana kayu tersebut digunakan.
Yang termasuk sifat fisika kayu ini antara lain adalah: kadar air kayu, penyusutan, atau perubahan dimensi kayu, berat jenis kayu, sifat termis kayu, sifat elektrisnya, sifat-sifat resonansi dan akustiknya, daya apung dan layang, sifat energi dan sebagainya. Tiga sifat kayu yang dianggap mendasar yaitu kada perubahan dimensi dan berat jenis kayu, sehingga akan diberikan pada uraian berikut ini, sedang uraian sifat fisika kayu lainnya dikemukakan sekilas saja.
a. Kadar Air Kayu
Kadar air kayu yaitu banyaknya air dalam sepotong kayu yang dinyatakan secara kuantitatif dalam persen terhadap berat kering tanurnya (dapat pula dipakai satuan terhadap berat kayu lainnya).
Dengan demikian maka kadar air kayu dapat dicari melalui rumus :
Ka = Berat air di dalam kayu/Berat Kayu kering tanur x 100% atau
Ka = Bb – Bkt/Bkt x 100% dimana:
Ka = Kadar air kayu
Bb = Berat basah kayu (berat mula-mula dalam gram)
Bkt = Berat kering tanur kayu (berat konstan kau setelah dioven 100-150 C, dalam gram)
Jika berat air dalam kayu diketahui maka rumusnya dapat dirubah menjadi:
Ka = Berat air kayu/Bkt x 100% atau:
Ka = Berat air kayu/Bb x 100%
- Menentukan kadar air kayu
Untuk menentukan kadar air dalam kayu dapat digunakan 3 cara, yaitu:
– Cara kering tanur (oven)
– Cara distilasi
– Cara moisture meter (electric moisture content methode)Cara kering tanur dan cara distilasi merupakan cara laboratories dan hasilnya teliti, sedangkan cara yang terakhir adalah cara praktis dan dengan mudah dapat dipakai di lapangan. Adapun urutan kerja penentuannya adalah sebagai berikut:
a. Mula-mula disiapkan kayu (persegi) yang akan diukur.
b. Selanjutnya peralatan moisture meter disiapkan dan dichek baterai/listriknya (sumber arusnya)
c. Jarum pengukur pada moisture meter selanjutnya ditusukkan kepada kayu sedalam 1/5 tebal kayu tersebut
d. Sesudah itu kontak listrik dilakukan (di on kan)
e. Angka penunjuk skala kadar air dilihat dan akan langsung diketahui besarnya kadar air kayu tersebut - Air didalam kayu
Air didalam kayu dapat dibedakan atas 2 macam yaitu:
– Air bebas, yaitu air yang mengisi rongga sel kayu
– Air terikat, yaitu air yang berada (terikat) didalam dinding sel kayu
Jika kayu dikeringkan maka air bebasnya akan hilang menguap lebih dulu, baru kemudian menyusul terikatnya. - Keadaan air didalam kayu
Di dalam pohon atau batang kayu yang baru saja ditebang (kayu segar) maka kondisi kadar airnya adalah maksimum artinya baik rongga sel maupun dinding selnya masih penuh dengan air. Kadar air maksimum umumnya diatas 40% untuk kayu daun kadar air maksimumnya lebih banyak dan lebih bervariasi dari pada kadar air maksimum pada kayu jarum.Kadar air maksimum kayu sangat tergantung: volume rongga selnya serta berat jenis kayu tersebut. Pada jenis kayu yang berbeda, kadar air maksimumnya juga berbeda. Kadar air maksimum kayu dapat ditentukan dengan rumus:Ka max = 1,5 – Go/1,5 Go x 100% di mana:
Go = berat jenis kayu kering tanurJika kayu dalam kondisi kadar air maksimum ini dikeringkan, maka air bebasnya akan menguap tetapi air terikatnya masih tetap. Kondisi kau pada keadaan ini disebut kondisi basah dengan kadar antara 30-40%. Apabila kau tersebut terus dikeringkan dan sudah tidak mengandung air bebas dan (tinggal air terikatnya saja), maka kayu dikatakan dalam kondisi titik jenuh serat = tjs. Titik jenuh serat umumnya pada kadar air antara 25-30%.
Apabila kayu tersebut terus dikeringkan, maka air terikat kayu juga mulai hilang/menguap dan kayu mulai menyusut. Penyusutan pada bagian-bagian kayu tidak bersamaan, sehingga didalam proses pengeringan harus diperhatikan dengan cermat karena dapat menyebabkan adanya pecah, retak atau melengkung pada kau. Sesudah itu kondisi kayu mempunyai kadar air yang sama dengan kadar air lingkungannya (suhu dan kelembaban). Keadaan kayu yang demikian dikatakan dalam kondisi kering angin, kering udara atau dalam kondisi kadar air seimbang. (EMC = Equibrium Moisture Content). Kayu pada kondisi ini siap untuk digunakan. Kadar air kering angin di Indonesia rata-rata 10-18%. Pada jenis-jenis kayu dengan berat jenis rendah, kadar air 18% sering sudah mencapai kering udara, sedang jenis-jenis kayu dengan berat jenis tinggi kadar air kering udaranya harus 10% atau kurang. Didaerah iklim sedang kadar air seimbang dalam ruangan kurang dari 10% sedang di luar ruangan lebih dari 20%. Dalam ruangan ber AC kadar air seimbang kurang dari 10% demikian juga ruangan yang dilengkapi dengan pemanas (heater).
Apabila kayu dalam kondisi ini terus dikeringkan, maka kadar airnya masih berkurang lagi tingga o – 1% saja. Kadar air pada kondisi teoritis 0% disebut kondisi kering tanur dan relatif labil artinya mudah berubah. - Gerakan air didalam kayu
Gerakan air di dalam kayu sangat tergantung letaknya. Pada arah longitudinal gerakan air sangat cepat dan air yang bergerak (menguap) akan melewati penampang (x) nya. Gerakan air pada arah lain relatif lambat yaitu kira-kira seperlimabelas dari gerakan air pada arah longitudinal tadi. Gerakan air yang cepat melalui penampang melintang dan tidak seimbang dengan penampang lainnya sering menyebabkan kayu menjadi retak/pecah-pecah. Untuk itu maka pada (x) sering harus ditutup/dikuas dengan preservas, flinkote atau glotex. Selain itu proses pengeringan tiap-tiap jenis kayu dengan ketebalan sortimen yang berbeda harus dilakukan dengan jadwal yang berbeda pula
b. Perubahan Dimensi Kayu
Adanya perubahan dimensi kayu tergantung kondisi kayu tersebut. Kondisi kayu sangat ditentukan oleh kandungan didalam kayu tersebut. Kandungan air dapat berkurang dan dapat pula bertambah.
Pengurangan kadar air kayu dibawah titik jenuh serat (kurang dari 25%) akan menyebabkan penyusutan dimensi kayu, sedang penambahan kadar air kayu akan menyebabkan pengembangan dimensi kayu. Penyusutan kayu umumnya sama dengan pengembangan dimensi kayu dan disebut dengan perubahan dimensi kayu.
Penyusutan kayu lebih penting untuk diketahu karena dapat menyebabkan perubahan dimensi kayu. Penyusutan kayu terjadi saat kondisi kayu di bawah titik jenuh serat, tetapi belum mencapai kadar air seimbang (antar 18-25%).
Akibat dari penyusutan kayu apabila proses pengeringannya kurang cermat, dapat menyebabkan keadaan kayu menjadi retak-retak, pecah, melengkung, bergelombang, memuntir dsb.
Nilai penyusutan kayu dapat dihitung dengan rumus:
Perubahan dimensi kayu (penyusutan) terhadap dimensi maksimum yaitu:
Penyusutan(%) = S(%) = D1 – D0/D1 x 100%
Dimana :
D1 = Dimensi maksimum kayu (cm)
D0 = Dimensi kayu kering tanur (cm)
S(%) = Penyusutan (%)
Penyusutan (perubahan dimensi kayu) pada berbagai arah berbeda-beda. Pada arah longitudinal paling minimal (0,1 – 0,2%), arah radial kecil (2,1 – 8,5%) dan arah terbesar yaitu 4,3 – 11%.
Penyusutan volumetrik dapat diukur dengan rumus:
Sv = p.f.(%) dimana
Sv = Penyusutan volumetrik (dalam %)
p = Berat jenis kayu (menurut volume basah)
f = tjs kayu (dalam %)
Kayu dengan berat jenis tinggi umumnya mengalami perubahan dimensi yang besar, sedang kayu dengan berat jenis kecil mengalami perubahan dimensi yang kecil juga.
Kayu yang stabil apabila penyusutan atau perubahan dimensi (t) dibagi perubahan dimensi (r) atau sebaliknya mempunyai nilai rendah atau sekitar = 1.0. Rasio t/r apabila lebih dari 2,0 kayu termasuk tidak stabil dan sangat mudah mengalami pecah, retak, melengkung dan sebagainya.
Perubahan dimensi kayu dapat distabilisasikan dengan merendam, melabur atau menutupnya dengan larutan stabilisator seperti :
- Poly Ethyleen Glycool (PEG – 1000) 40 – 60%
- Urea (pupuk) lebih dari 50%
- Lak dalam amonia 10% dan lain sebagainya
Hasil stabilisasi yang lebih baik dengan cara perendaman selama lebih dari 3 hari. Dengan PEG – 1000 dapat memperbaiki adanya retak dan pecah-pecah sampai 80%
c. Berat Jenis Kayu
Berat jenis kayu adalah nilai perbandingan berat suatu kayu terhadap volume air yang sama dengan kayu tersebut.
Atau dapat dirumuskan :
Berat jenis = Berat kayu kering tanur/Berat volume air yang didesak = Bkt/V
Atau = Berat kayu basah/Berat volume air yang didesak = Bb/V
(berat jenis kayu tanpa satuan)
Di Amerika lebih disukai ukuran berat jenis kayu menurut berat kering tanur dan volume basah, sedang di Eropa lebih senang dengan berat basah dan volume kering tanur.
Dengan demikian maka rumus berat jenis adalah:
BJ = Bkt/Vb atau BJ = Bb/Vkt
Dimana:
BJ = Berat Jenis
Bkt = Berat kayu kering tanur (gram)
Bb = Berat kayu basah (gram)
Vb = Volume kayu basah (cm3)
Vkt = Volume kayu kering tanur (cm3)
Besarnya berat jenis pada tiap-tiap kayu berbeda-beda dan tergantung: kandungan zat-zat dalam kayu, kandungan ekstraktif serta kandungan air kayu, disamping ukuran sel kayunya (tebal dinding sel, besarnya sel dan jumlah sel).
Untuk benda-benda tak beraturan dan banyak mempunyai rongga-rongga, maka istiha berat jenis sering diganti dengan kerapatan (kg/cm3) dan biasanya lebih kecil dari nilai berat jenis.
Berdasarkan volume basahnya, berat jenis kayu akan mencerminkan berat kayunya. Klasifikasi yang ada yaitu:
- Kayu dengan berat ringan, bila berat jenisnya < 0,36
- Kayu dengan berat sedang, bila berat jenisnya 0,36 – 0,56
- Kayu dengan berat berat bila berat jenisnya > 0,56
d. Sifat Fisika Kayu Lainnya
Selain kadar air kayu, perubahan dimensi kayu dan berat jenis kayu, sifat fisika kayu lainnya adalah:
- Daya apung dan layang kayu:
Penting dalam penggunaan kayu yang berkaitan dengan sifat kemampuan mengapung atau melayang (dapat terapung atau melayang dengan lama, bak dan tetap kuat/awet). Umumnya dipengaruhi oleh kerapatan kayu. - Daya hantar panas:
Yaitu sifat kayu yang dikaitkan dengan daya hantar terhadap pans yang mengenainya (paling tidak selama satu jam). Besarnya daya hantar panas tergantung: arah panas, kadar air kayu dan berat jenisnya. Besarnya sifat thermis dihitung dengan rumus:K = G [1,39 + C(MC)]+0,165 dimana:
G = berat jenis kayu
C = konstanta (antara 0,028 – 0,038)
MC = kadar air kayu yang diukur (dalam %)
K = daya hantar (panas) kayu (dalam BTU)Dapat ditambahkan bahwa kayu akan mulai terbakar apabila dikenai panas pada suhu 273 C. Suhu ini disebut pula titik bakar kayu dan panas yang diperoleh terkait dengan sifat energi kayu (daya bakar). Sifat energi diukur dalam kaitannya dengan nilai kalor. Nilai kalor adalah suatu satuan panas yang dihasilkan persatuan bobot dari proses pembakaran cukup oksigen dari suatu bahan yang mudah terbakar. Satuan dasar dari panas tersebut adalah joule dan nilai kalor dinyatakan dalam satuan BTU (British Thermal Unit) atau kalori dan 1 BTU = 0,252 K.Kal.
Nilai kalor kayu dipengaruhi oleh spesies, kerapatan kayu, kadar air, kadar karbon. Nilai kalor holoselulose 17.500 KJ/Kg. Serbuk kayu pada kadar air 10% nilai kalornya 17,6 MJ/Kg. Nilai kalor arang umumnya lebih tinggi daripada nilai kalor kayu - Sifat listrik kayu
Yaitu sifat kayu yang dikaitkan dengan pengaruh tahanan dalam kayu dan sifat konduktivitasnya. Manfaat langsung yaitu apabila menggunakan kayu yang berhubungan dengan listrik, sedang manfaat tidak langsung yaitu dalam pereketan kayu dan pengeringan kayu. - Sifat kayu terhadap cahaya
Yaitu sifat kayu yang dikaitkan dengan refleksi cahaya yang mengenai permukaan kayu. Hal ini penting dalam yang mengenai permukaan kayu. Hal ini penting dalam kaitannya dengan warna kayu, sifat indah kayu, dan perubahan kayu karena pengarih cacat (biologis) - Sifat kayu terhadap suara
Yaitu sifat kayu yang dikaitkan dengan sifat akustik dan sifat resonasi. Hal ini penting diketahui dalam hubungannya dengan penggunaan kayu untuk kotak suara dan alat-alat musik. Sifat ini menentukan kualitas nada/suara yang dihasilkan.
Kayu yang mempunyai elastisitas tinggi dan kerapatan rendah, akan menghasilkan suara yang nyaring. Contohnya : kayu balsa, sengon, jabon dan sebagainya (Kasmudjo 2001, 2010;Soenardi, 1976).
Ingin mengetahui pemahaman identitas kayu secara detail? Ikuti training Multikompetensi dengan mengklik Link ini.
Sumber
Judul buku : Teknologi Hasil Hutan
Penulis : Kasmudjo
Editor : Yudo EB Istoto
Desain Cover dan Isi : Janoerkoening Adv.
Penerbit : Cakrawala Media