SIFAT FISIS DAN MEKANIK KAYU24 Januari 2009tags: Fisis, Kayu, Melanik

A Sifat fisis kayu

Diantara sifat fisis kayu yang paling penting adalah berat jenis dan sifat higroskopisitasnya. Sifat higroskopisitas kayu tidak lain adalah akibat adanya hubungan kayu dengan air, sedangkan berat jenis kayu erat hubungannya dengan massa dari zat penyusun kayu ( Anonim 1999).

1. kerapatan dan berat jenis.

Menurut Brown et al. (1952), berat jenis kayu adalah perbandingan antara kerapatan kayu tersebut terhadap benda standart. Kerapatan adalah perbandingan antara massa atau berat benda terhadap volumenya. Air pada temperatur 40 C atau 32,5 0F mempunyai kerapatan sebesar 1 g/cm3. oleh karna itu air pada temperatur tersebut dijadikan sebagai kerapatan standar.Berat kayu meliputi berat zat kayu sendiri, berat zat ekstraktif dan berat air yang dikandungnya. Jumlah zat kayu dan zat ekstraktif biasanya konstan, sedangkan jumlah air berubah-ubah. Oleh karna itu berat jenis dari sepotong kayu bervariasi tergantung dari kadar air yang dikandungnya. Untuk mendapat keseragaman, maka pada umumnya dalam penentuan berat jenis kayu, berat ditentukan dalam keadaan kering tanur. Dalam keadaan kering tanur, volumekayu akan mencapai minimum sedangakan air yang dikandungnya sangat kecil, kurang lebih 1% dari berat kayu (Brown et al. 1952).

Brown et al. (1952) menyatakan bahwa berat jenis kayu bervariasi diantara berbagai jenis pohon dan diantara pohon dari satu jenis yang sama. Variasi ini juga terjadi pada posisi yang berbeda dari satu pohon. Adanya variasi jenis kayu tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam jumlah zat penyusun dinding sel dan kandungan zat ekstraktif per unit volume.

2. Kadar Air

Brown et al. (1952) menyatakan kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya. Dengan demikian standar kekeringan kayu adalah pada saat kering tanur.Air dalam kayu tediri dari air bebas dan air terikat dimana keduaanya secara bersama-sama menentukan kadar air kayu. Dalam satu pohon kadar air segar bervariasi tergantung tempat tumbuh dan umur pohon (Haygreen dan Bowyer, 1993).Kollmann dan Cote (1968) menyatakan bahwa biasanya kayu akan bertambah kuat apabila terjadi penurunan kadar air, terutama bila terjadi dibawah titik jenuh serat. Wangaard (1950) menyatakan bahwa kekuatan kayu sebagai balok (lenturan) dan sebagai kolom (tekan sejajar serat) akan bertambah besar bila kondisi kayu tersebut bertambah kering, kecuali keuletannya.

B Sifat mekanis kayu

1. Modulus Elastisitas

Menurut haygreen dan Bowyer (1993) kekuatan lentur atau Modulus of Elasticity (MOE) adalah suatu nilai yang konstan dan merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan dibawah batas proporsi. Tegangan didefinisikan sebagai distribusi gaya per unit luas, sedangkan renggangan adalah perubahan panjang per unit panjang bahan.Modulus elastisitas (MOE) berkaitan dengan regangan, defleksi dan perubahan bentuk yang terjadi. Besarnya defleksi dipengaruhi oleh besar dan lokasi pembebanan, panjang dan ukuran balok serta MOE kayu itu sendiri. Makin tinggi MOE akan semakin kurang defleksi balok atau gelagar dengan ukuran tertentu pada beban tertentu dan semakin tahan terhadap perubahan bentuk (Haygreen dan Bowyer, 1993)

2. Kekuatan Lentur Patah

Menurut kollman dan Cote (1968) kekuatan lentur patah atau Modulus of Rupture (MOE) merupakan sifat mekanis kayu yang berhubungan dengan kekuatan kayu yaitu ukuran kemampuan kayu untuk menahan beban atau gaya luar yang bekerja padanya dan cenderugn merubah bentuk dan ukuran kayu tersebut.Modulus of Rupture (MOR) dihitung dari beban maksimum (beban pada saat patah) dalam uji keteguhan lentur dengan menggunakan pengujian yang sama untruk MOE (Haygreen dan Bowyer, 1993).

3. Keteguhan Lentur Statis (Static Bending strength)

Menurut Dumanauw (2001), keteguhan lentur atau lentur adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu. Pada balok sederhana yang dikenai beban maka bagian bawah akan mengalami bagian tarik dan bagian atas mengalami tegangan tekan maksimal. Tegangan ini secara perlahan-perlahan menurun kebagian tengah dan menjadi nol pada sumbu netral. Kekuatan lentur kayu biasanya dinyatakan dengan modulus patah.Dan pengujian keteguhan lentur diperoleh nilai keteguhan kayu pada batas proporsi dan keteguhan kayu maksimum. Di bawah batas proporsi terdapat hubungan garis lurus antara besarnya tegangan dan regangan, dimana nilai perbandingan antara regangan dan tegangan ini disebut modulus elastisitas (MOE). Keteguhan lengkung maksimum (MOR) dihitung dari beban maksimum (beban pada saat patah) dalam uji keteguhan lengkung dengan menggunakan pengujian yang sama untuk menentukan MOE (Haygreen dan Bowyer,2003).

4. Keteguhan Tekan (Compression stregth)

Keteguhan tekan suatu jenis kayu adalah kekuatan kayu untuk menahan muatan jika kayu itu dipergunakan untuk tujuan tertentu. Dalam hal ini dibadakan dua macam tekan, yaitu tekan tegak lurus arah serat dan yekan sejajar arah serat. Keteguhan tekan tegak lurus serat menentukan ketahanankayu terhadap beban. Ketegukan ini mempunyai hubungan juga dengan kekerasan kayu dan keteguhan geser. Keteguhan tekan tegak lurus arah serat pada semua kayu lebih kecil dibandingkan keteguhan sejajar arah serat. (Dumanauw,2001)

5. Keteguhan Geser

Menurut Dumanauw (2001), keteguhan geser adalah ukuran kekuatan kayu dalam hal kemampuannya menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian kayu tersebut bergeser kebagian lain di dekatnya. Dalam hubungan ini dibedakan tiga macam keteguhan yaitu, keteguhan geser sejajar arah serat, keteguhan geser tegak lurus serat, dan keteguhan geser miring. Keteguhan geser tegak lurus arah serat jauh lebih besar dari pada keteguhan geser sejajar arah serat.

6. Keteguhan Tarik (Tension Strength)

Kekuatan atau Keteguhan tarik suatu jenis kayu ialah untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu itu.Kekuatan tarik tegak lurus arah serat lebih kecil dari pada kekuatan tarik sejajar arah serat. Keteguhan tarik ini mempunyai hubungan dengan ketahanan kayu terhadap pembelahan (Dumanauw,2001)

7. Keteguhaan Belah

Keteguhan belah adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha membelah kayu. Sifat keteguhan belah yang rendah sangat baik dalam pembuataan sirap dan kayu bakar. Sebaliknya keteguhan belah yang tinggi sangat baik untuk pembuatan ukiran-ukiran (patung). Pada umumnya kayu mudah dibelah sepanjang jari-jari (arah radial daripada arah tangensial.

8. Keteguhan Pukul

Keteguhan pukul adalah kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara mendadak, misalnya pukulan (Dumanauw,2001). Menurut Mardikanto (1979), sifat kekuatan kayu dapat dikatakan kekuatan pukul karena beban yang diberikan berupa beban pukul, dalam arti sehari-hari kayu ulet adalah kayu yang sukar pecah, atau masih tetap tahan meski dibebani sampai beban maksimum, atau kayu masih melekat satu dengan yang lainnya meski sudah mengalami kerusakan akibat pembebanan.

9. Kekerasaan (Hardnesss)

Kekerasan merupakan ukuran kekerasan kayu untuk menahan kikisan pada permukaannya, sifat kekerasan ini dipengaruhi oleh kerapatan kayu, keuletan kayu,ukuran serat, daya ikat antar serat Nilai yang di dapaat dari hasil pengujian merupakanuji pembanding, yaitu besar gaya yang dibutuhkaan untuk memasukan bola baaja berdiameter 0.444 inchi pada kedalamaan 0.22 inchi

Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Sifat Mekanis KayuMenurut Tsoumiis (1991) sifat mekanis kayu dipengaruhi oleh beberapa faktor terutama kadar air, kerapatan, struktur, temperatur, lama pembebanan dan cacat.Pada umumnya dapat dikatakan bahwa kayu-kayu yang berat sekali juga kuat sekali, dan bahkan kekuatan, kekerasan, dan sifat mekanik lainnya adalah berbanding lurus dengan berat jenisnya (PKKI 1961). Lembaga Pusat Penyelidikan Kehutanan membagi-bagi kekuatan kayu Indonesia dalam lima kelas kuat, hal ini dapat dilihat pada tabel 2.Tabel 2. Kelas Kuat Kayu Berdasarkan Berat Jenis,MOR,dan Kekuatan Tekan sejajarKelas Kuat Berat Jenis MOR(kg/cm2) Kekuatan tekan Sejajar Serat (kg/cm2)I >90 >1100 >650II 0.90-0.60 1100-725 650-425III 0.60-0.40 725-500 425-300IV 0.40-0.30 500-360 300-215V <0.30 <360 <215

sedangkan berdasarkan nilai MOE (Modulus of Elasticity) PKKI 1961 (Peraturan Kontruksi Kayu Indonesia) membasi kekuatan kayu Indonesia dalam empat kelas kuat. Kelas kayu berdasarkan MOE (Modulus of Elassticcity) dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel 3. Kelas Kuat Kayu Berdasarkan MOE ( Modulus of Elasticity)Kelas Kuat MOE (kg/cm2)I 125.000II 100.000III 80.000IV 60.000