Transcript KIMIA KAYU bY: Wiwin Tyas istikowati,s.hut.,m.sc

Sifat-sifat dasar kayu
bY: Wiwin Tyas istikowati,s.hut.,m.sc
Sifat
Fisika Kayu
Sifat Mekanika Kayu
Sifat Kimia Kayu
SIFAT FISIKA KAYU
Sifat fisika kayu adalah sifat-sifat asli dari
kayu (wood inheren factors) yang dapat
berubah-ubah karena adanya pengaruh
lingkungan (suhu dan kelembaban udara).
Yang termasuk sifat fisika kayu ini antara lain
kadar air, berat jenis/kerapatan, perubahan
dimensi kayu, sifat termis kayu, sifat
elektris, sifat resonansi dan sifat akustik
Sifat fisika kayu ditentukan oleh
faktor–faktor yang inheren pada
struktur kayu, yaitu :
1. Banyaknya zat dinding sel yang
ada dalam sepotong kayu
2. Susunan dan arah mikrofibril
dalam sel-sel dan jaringan–
jaringan
3.
Susunan kimia zat dinding sel.
a. Kadar Air Kayu
Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat di dalam
kayu atau produk kayu biasanya dinyatakan secara kuantitatif
dalam persen (%) terhadap berat kayu bebas air atau berat
kering tanur (BKT)
1. Letak air dalam kayu
uap
air
dinding
sel
air
cair
uap
air
dinding sel
Air dalam sel kayu
basah
Air dalam sel kayu
kering
Titik jenuh serat (TJS) : titik dimana keadaan
semua air cair di dalam rongga sel telah
dikeluarkan tetapi dinding sel masih jenuh (25
– 30%). Kondisi ini merupakan titik yang
kritis, karena pada keadaan ini kayu dapat
terganggu oleh perubahan-perubahan dalam
besarnya fluktuasi kandungan air.
 Air bebas : air yang berada dalam rongga sel.
 Air terikat : air yang berada dalam dinding sel.
 Berat kering tanur : kondisi dimana air sudah
keluar semua dari dinding sel dan rongga
sel/kadar air pada 0%.
 Kadar air seimbang : kadar air yang sesuai
dengan keadaan kadar air sekelilingnya atau
disebut juga kondisi kering udara (12 – 18%).

Air bebas lebih mudah keluar dibanding
air terikat yang disebabkan oleh :
 Adanya gaya kapiler
 Perbedaan tekanan uap air, dari bagian
dalam kayu yang masih dalam kondisi
basah menekan keluar
 Perbedaan kelembaban, yang
menyebabkan air dari bagian dalam
mengalir keluar menuju kepermukaan
sehingga menggantikan air permukaan
kayu yang hilang menguap.
2. Penghitungan Kadar Air
 Rumus yang digunakan untuk mencari
besarnya kadar air adalah sebagai berikut
:
Ka =
Bb = berat basah
Bkt = berat kering tanur
Contoh : Suatu balok meranti merah
(Shorea leprosula) segar mempunyai berat
total 900 g. Setelah dikering-tanurkan
beratnya menjadi 300 g. Berapa
kandungan airnya ?
b. Berat Jenis dan Kerapatan
Berat Jenis : perbandingan kerapatan
bahan dengan kerapatan air (1 g/cm
atau 1000kg/m 3)
3
massa kering tanur/vol ume
ker apa tan air
Kerapatan (R): massa atau berat/satuan
volume
Contoh soal : sebuah balok kayu
memiliki berat kering tanur sebesar 1
kg, berat segar 1,8 kg, berat pada
Ka12% 1,3 kg dengan volume pada
kondisi kering tanur 0,00200 m 3 volume
segar 0,00220 m 3 dan vol pada ka 12%
0,00209 Tentukan kerapatan dan BJ
kayu pada ketiga kondisi tersebut

Ada 4 kondisi volume kayu yang
sering digunakan di dalam
perhitungan berat jenis maupun
kerapatan yaitu :
◦ Volume segar/basah, yaitu bila dinding
sel atau rongga sel jenuh dengan air
atau pada kondisi di atas titik jenuh serat
◦ Volume pada kondisi kering udara/kering
angin/kadar air seimbang
◦ Volume pada kondisi kadar air
senyatanya
◦ Volume pada kondisi kering tanur.
 Cara
menentukan volume kayu :
- Mengukur kayu dengan kaliper
- Dengan pencelupan
 Kayu
dengan BJ dasar 0,36
disebut kayu ringan, BJ dasar 0,36
– 0,56 disebut kayu dengan berat
sedang dan BJ dasar lebih dari
0,56 disebut kayu berat.
Berat kayu merupakan jumlah
berat dari :
◦ Zat kayu (dinding sel)
◦ Ekstraktif
◦ Jumlah air yang ada di dalam kayu.
Pada umumnya berat jenis kayu
bergantung kepada :
 Besarnya sel
 Tebalnya dinding sel
 Hubungan antara jumlah sel yang
bermacam-macam serta tergantung
besar dan tebalnya dinding sel.

Berat jenis dan kerapatan kayu adalah
faktor–faktor yang menentukan sifat
fisika dan mekanika kayu.
Kayu terdiri dari sel–sel dan rangka sel–
sel ,ini adalah dinding sel yang terdiri
atas zat kayu. Karena itu untuk kayu
yang kering tanur dengan berat dan
volume tertentu merupakan petunjuk
banyaknya zat kayu (jika variasi adanya
ekstraktif diabaikan) dan juga petunjuk
volume udara yang ada dalam rongga–
rongga sel yang kosong.
Banyaknya zat kayu merupakan petunjuk
tentang :
 Kekuatan kayu, sifat pengerjaan dan
finishing nya
 Rongga dalam kayu, yang banyak
menentukan banyaknya air yang dapat
diabsorbsi
 Kerapatan kayu yang sangat
menentukan perubahan–perubahan
pada dimensi kayu, yang disebabkan
karena perubahan pada kadar airnya.
Kerapatan kayu berhubungan langsung
dengan porositasnya, yaitu proporsi
volume rongga kosong. Sekeping kayu
segar pinus dengan kerapatan 23,4 pon
bahan kayu kering/feet3 berisi kira-kira
25% bahan dinding sel dari 75%
rongga (terutama rongga sel) menurut
volumenya. Sebaliknya, white oak
dengan kerapatan 46,8 pon kering/feet3
mempunyai volume rongga kira-kira
50%.
Sifat-sifat fisika-mekanika kayu
ditentukan oleh tiga ciri:
 1. Porositasnya atau proporsi volume
rongga, yang dapat diperkirakan
dengan mengukur kerapatannya
 2.Organisasi struktur sel, yang meliputi
struktur mikro dinding sel dan
variasi serta proporsi tipe-tipe
sel/organisasi struktur sel terutama
merupakan fungsi dari spesies; dan
 3. Kandungan air (pengaruh air terikat
pada sifat-sifat kayu)
Penyusutan dan Pengembangan Dimensi Kayu
Jika kayu mengalami kehilangan air di bawah
TJS maka kayu menyusut jika air memasuki
% Penyusutan kayu :
penguranga
% Pengembangan kayu :
n dalam dimensi
dimensi
atau volum
pertambaha
atau volum
x100
e semula
n dalam dimensi
dimensi
e
atau volum
Perubahan dimensi pada :
arah longitudinal
: 0,1–0,2 %
arah radial
: 2,1 – 8,5 %
arah tangensial
: 4,3–14%.
atau volum
e semula
e
X 100
Contoh soal :
1.
Seseorang membeli lembaran papan sengon dengan
ukuran pxlxt 4mx3cmx20 cm dalam kondisi basah. Jika
kayu sengon tersebut mengalami perubahan dimensi
pada arah lebarnya 2% dan tebal sebesar 4 %. Berapa
lebar dan tebal kayu tersebut pada kadar air 50%,40%
dan 30%?
2.
Sebuah sampel uji kayu mahoni berukuran pxlxt 10 cm x
2,02 cm x 2,13 cm. Jika dilakukan pengeringan dan
pada kadar air 20 % dilakukan pengukuran kembali dan
diperoleh nilai 10 cmx1,90cmx2,00 cm. Berapa %
penyusutan yang terjadi pada sampel tersebut di
masing-masing arahnya?
Daya apung kayu : Kemampuan kayu
untuk mengapung disebabkan karena
kekuatan apung (buoyant force) yang
timbul sebagai akibat perbedaan antara
kerapatan kayu dan kerapatan air yang
didesak oleh kayu tersebut jika terendam
Sifat Mekanika Kayu
Sifat mekanik adalah : kekuatan dan
ketahanan terhadap perubahan bentuk
suatu bahan.
Ada beberapa macam gaya yang dapat bekerja
pada benda yang disebut gaya primer yaitu :
 Gaya
yang mengakibatkan pemendekan
ukuran atau memperkecil volume benda
disebut gaya tekan (compressive stress)
 Gaya yang cenderung untuk menambah
dimensi atau volume benda disebut gaya
tarik (tensile stress)
 Gaya yang mengakibatkan satu bagian benda
bergeser terhadap bagian benda yang lain
disebut gaya geser (shearing stress)
 Gaya lengkung (bending stress) adalah hasil
kombinasi
semua
gaya
primer
yang
menyebabkan terjadinya pelengkungan
Sifat mekanika kayu meliputi :
- Keteguhan tarik (sejajar serat&tegak
lurus serat)
- Keteguhan tekan (sejajar serat&tegak
lurus serat)
- Keteguhan geser (sejajar serat&tegak
lurus serat)
- Kekerasan kayu
- Keteguhan lengkung
Yang mempengaruhi sifat mekanik kayu
antara lain :
1. Kadar air kayu
2. BJ
3. Struktur kayu
4. Perilaku kayu anisotropik
5. Lamanya pemberian beban pada kayu
6. Kelelahan kayu (Pengaruh beban yang
berulang-ulang dengan jumlah siklus
yang besar pada suatu bahan)