TEKNOLOGI BAHAN KONSTRUKSI "KAYU"

 TOPIK    : KAYU

3.1. Pengertian Kayu

Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat sekaligus yang tidak dapat ditiru oleh bahan lain. Pengertian kayu disini adalah sesuatu bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut. Setelah diperhitungkan bagian-bagian mana yang lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan. Baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar.

Kayu adalah bahan konstruksi yang telah lama dikenal sejalan dengan sejarah manusia dibumi. Sebagai bahan konstruksi pertama yang dikenal dan digunakan untuk konstruksi penggunaan kayu telah dimulai dari pasak sampai elemen-elemen dari struktur.

3.2. Bagian-Bagian Pohon

Bagian-bagian terpenting pada pohon adalah :

a.  Akar

b.  Batang

c.  Cabang

d.  Ranting

e.  Daun

Penjelasan adalah sebagai berikut :

1.   Akar

Terletak pada bagian bawah batang, umumnya berhubungan dengan tanah, ada 2 sistem perakaran yaitu :

-     Akar serabut

-     Akar tunggang

Akar berfungsi untuk menegakan tanaman pada tempat tumbuhnya dan menyalurkan atau menghisap air, zat hara dan garam serta mineral-mineral dari dalam tanah ke daun melewati kulit kayu.

2.   Kambium

Merupakan jaringan yang lapisannya tipis, melingkari kayu kearah luar membentuk kulit baru menggantikan lama yang telah rusak dan kearah dalam membentuk kayu baru. Kambium terletak antara kulit dalam dan kayu gubal.

3.   Kayu gubal

Bagian kayu yang masih muda terdiri dari sel-sel yang masih hidup, terletak disebelah dalam kambium dan berfungsi sebagai penyalur cairan dan tempat penimbunan zat-zat makanan. Tebal lapisan kayu gubal bervariasi menurut jenis pohon. Umumnya jenis yang tumbuh cepat mempunyai lapisan kayu gubal lebih tebal dibandingkan dengan kayu terasnya, dan biasanya kayu gubal mempunyai warna terang.

4.   Kayu teras

Terdiri dari sel-sel yang dibentuk melalui perubahan-perubahan sel hidup pada lingkaran kayu gubal bagian dalam disebabkan terhentinya fungsi sebagian penyalur cairan dan lain-lain proses kehidupan. Ruang dalam kayu teras dapat mengandung berbagai macam zat yang memberi warna lebih gelap. Pada beberapa jenis tertentu kayu teras banyak mengandung bahan-bahan ekstraktif., yang memberi keawetan kepada kayu tersebut membuat lebih berat dan lebih awet, akan tetapi untuk semua jenis kayu yang memiliki zat ekstraktif sudah dapat dipastikan keawetannya.

5.   Hati

Hati merupakan bagian kayu yang terletak pada pusat lingkaran tahun. Hati berasal dari kayu awal, yaitu bagian kayu yang pertama kali dibentuk oleh kambium, oleh karena itu umumnya mempunyai sifat lunak.

6.   Lingkaran tahun

Batas antara kayu yang terbentuk pada permulaan dan pada akhirnya suatu musim, dan melalui lingkaran-lingkaran ini dapat diketahui umur pohon.

7.   Jari-jari

Dari luar kedalaman berpusat pada sumbu batang, berfungsi sebagai tempat saluran bahan makanan yang mudah diproses didaun guna pertumbuhan pohon.

3.2. Jenis-Jenis Kayu

jenis-jenis kayu dibedakan berdasarkan jenis-jenis pohon, dan jenis pohon dapat dibedakan atas dua golongan besar, yaitu Pohon Daun Lebar dan Pohon Daun Jarum.

3.2.1. Pohon Daun Lebar

Ciri-cirinya pohon berdaun lebar

1)   Umumnya bentuk daun lebar

2)   Tajuk besar dan membundar

3)   Menggugurkan daun

4)   Pertumbuhan lambat

5)   Umumnya batang tidak lurus dan berbonggol

6)   Umumnya memiliki kayu lebih keras

7)   Struktur lebih lengkap

8)   Memiliki pori-pori.

Sel kayu pohon berdaun lebat

a.   Pori sel pembuluh adalah suatu sel yang berbentuk tabung, saling berhubungan secara vertikal, berfungsi sebagai pengantara masuknya cairan bahan makanan dari tanah ke daun. Pada penampang batang kayu pori terlihat berbentuk lubang kecil yang bisa dilihat dengan mata telanjang.

b.   Paresima adalah sel yang berbentuk seperti batu bata dengan dinding sel yang tipis. Sel paresima didalam kayu gubal masih hidup sengkan pada kayu teras tidak berfungsi lagi. Didalam kayu sel paresima membentuk untaian-untaian vertikal.

c.   Jari-jari merupakan jaringan-jaringan yang terdiri dari sel-sel yang bersifat paresima.

3.2.2. Pohon Daun Jarun

Ciri-cirinya pohon berdaun jarun

1. Umumnya bentuk daun seperti jarum

2. Tajuk berbentuk

3. Tidak menggugurkan daun kecuali beberapa jenis pohon saja.

4. Tidak memiliki pori melankan sel Trakeida, yaitu sel-sel yang ebrbentuk panjang dengan ujung-ujung meruncing.

5. Struktur sederhana.

Sel kayu :

a. Memiliki Trakeida yang merupakan bagian terbesar dari kayu yang berfungsi untuk mengangkut bahan makanan.

b. Paresima serupa dengan kayu daun lebar hanya susunannya lebih sedikit.

c. Kantong damar berada dalam tiap tumbuh, atau antara tiap tumbuh, beruparongga-rongga berisi zat damar yang padat dan encer.

3.3. Sifat-Sifat Kayu

Kayu berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbeda-beda. Bahkan kayu berasal dari satu pohon memiliki sifat agak berbeda jika dibandingkan ujung dan pangkalnya. Dalam hubungan itu maka ada baiknya jika sifat-sifat kayu tersebut dimaksud adalah yang berhubungan dengan sifat-sifat anatomi kayu, sifat-sifat fisik. Sifat-sifat mekanik dan sifat-sifat kimianya.

3.3.1. Sifat-sifat Fisik Kayu

Yang dimaksud dengan sifat-sifat fisik kayu adalah :

a.  Berat Jenis

Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi aneka sifat kayu, oleh karenanya untuk jenis kayu yang berbeda mempunyai berat jenis yang berbeda pula. Semakin tinggi berat jenis kayu itu, umumnya akan semakin tinggi kekuatannya dan sebaliknya semakin kecil berat jenis kayu akan berkurang pula kekuatannya.

Berat jenis ditentukan antara lain oleh tebal dinding sel, kecilnya rongga sel yang membentuk pori-pori. Berat jenis diperoleh dari perbandingan antara berat suatu volume kayu tertentu dengan volume air dari pada suhu standar. Umumnya berat jenis kayu ditentukan berdasarkan berat kayu kering udara dan volume kayu pada posisi kadar air tersebut.

b.  Keawetan Alami Kayu

Yang dimaksud dengan keawetan alami ialah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsur-unsur perusak kayu, seperti jamur, rayap, bubuk dan lain-lain yang diukur dalam jangka waktu tahunan. Keawetan kayu tersebut disebabkan oleh adanya suatu zat didalam kayu (zat ekstraktif) yang merupakan sebagian unsur racun bagi perusak kayu, misalnya kayu jati memiliki tectoquinon, kayu ulin memiliki silika, dan lain-lain.

Zat ekstraktif pada kayu mulai terbentuk disaat kayu gubal berubah menjadi kayu teras. Oleh karena itu kayu teras pada semua jenis umumnya lebih awet dibandingkan dengan kayu gubalnya, selain itu kayu gubal sel-selnya masih hidup lebih mudah bagi serangga perusak kayu untuk menembus dan merusak kayu tersebut.

c.  Warna Kayu

Ada beraneka macam, antara lain warna kuning, keputih-putihan, coklat muda, ciklat tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain-lain. Hal ini disebabkan oleh zat-zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda. Warna suatu jenis kayu dipengaruhi oleh faktor-faktor: umur pohon, tempat didalam barang, kelembaban udara.

Kayu teras umumnya memiliki warna yang lebih jelas atau lebih gelap dari pada warna bagian kayu yang ada disebelah luar kayu teras, yaitu kayu gubal. Kayu pohon yang lebih tua warnanya lebih gelap dari kayu pohon yang lebih muda dari jenis yang sama. Kayu yang kering berbeda pula warnanya dari kayu yang basah, demikian pula kayu yang lama berada diluar dapat lebih gelap dari pada kayu yang segar dan kering udaranya.

d.  Higroskopik

Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air bergantung dari kelembaban udara. Kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh suhu udara pada kondisi tertentu, semakin lembab udara disekitarnya kan makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Kandungan air pada kayu kondisi tersebut dinamakan kandungan air kesetimbang (EMC = Equilibrium Moisture Content). Dengan masuknya air ke dalam kayu pada kondisi itu, maka akan menambah berat kayu.

e.  Kekerasan

Pada umumnya terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dan berat kayu. Kayu-kayu yang berat, pada umumnya termasuk kayu-kayu yang keras, sebaliknya kayu yang ringan pada umumnya termasuk kayu yang lunak. Kekerasan kayu ini dapat ditentukan dengan cara memotong kayu tersebut dalam arah melintang dan serta menilai kesan adanya perlawanan dari kayu itu tersebut serta kilapnya bidang potongan yang dihasilkan.

3.3.2. Sifat Mekanik Kayu

Sifat mekanik ialah kemampuan kayu untuk menahan beban luar yang berupa gaya-gaya di luar benda yang mempunyai kecenderungan mengubah bentuk dan dimensi benda. Sifat-sifat mekanik ini adalah :

1. Kekuatan tarik

Kekuatan tarik merupakan kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu, baik ke arah sejajar serat maupun tegak lurus serat. Kekuatan tarik kayu sejajar serat lebih kuat dari kekuatan tarik ke arah tegak lurus serat.

2. Kekuatan tekan

Kekuatan tekan merupakan kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menekan kayu, baik ke arah sejajar serat maupun tegak lurus serat. Kekuatan tekan kayu sejajar serat lebih kuat dari kekuatan tekan ke arah tegak lurus serat.

3. Kekuatan geser

Yang dimaksud dengan kekuatan geser kayu adalah kekuatan untuk menahan momen lentur. Terdapat tiga macam kekuatan geser yaitu sejajar arah serat, tegak lurus arah serat dan geser miring, dinamakan kekuatan geser yang tegak lurus arah serat mempunyai kekuatan yang paling besar dibandingkan yang lainnya.

4. Kekuatan lentur

Kekuatan lentur ialah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang mengakibatkan terjadinya momen lentur pada kayu akibat beban yang bekerja. Dalam hal ini dibebankan menjadi dua yaitu kekuatan lentur statik dan kekuatan lentur kejut. Kekuatan lentur statik merupakan kekuatan yang dapat menahan pembebanan secara perlahan-lahan dan kekuatan lentur kejut terhadap pembebanan yang bersifat mendadak.

5. Kekakuan

K ekakuan ialah suatu ukuran kekuatan dalam menahan perubahan bentuk, yang umumnya dinyatakan dengan istilah modulus elastisitas (E), sifat kekuatan ini akan mempengaruhi kemampuan kayu sebagai struktur dalam menahan beban.

6. Keuletan

Keuletan kayu dapat diartikan sebagai kemampuan kayu untuk menerima sejumlah tenaga yang relatif besar atau tahan terhadap kejutan-kejutan atau tegangan-tegangan yang berulang-ulang yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen dan kerusakan sebagian. Keuletan kebalikan dari kerapuhan kayu dalam arti bahwa kayu yang ulet akan patah secara berangsur-angsur dan memberi suara peringatan tentang kerusakannya. Sifat keuletan ini merupakan faktor yang penting untuk menentukan kepastian suatu jenis kayu dalam kaitan dengan penggunaan di bagian struktur tertentu.

7. Kekerasan

Yang dimaksud dengan kekerasan kayu adalah suatu ukuran kekuatan kayu dalam menahan gaya yang membuat dan takik pada kayu, juga dapat diartikan sebagai kemampuan untuk menahan abrasi.

3.3.3.  Sifat Kimia

Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti yang penting, karena kan menentukan penggolongan jenis kayu, dimana penggolongan ini akan menentukan golongan dari kayu tersebut.

Pada umumnya komponen kimia kayu terdiri dari tiga unsur :

1. Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselusosa
2. Unsur non karbihidrat terdiri dari lignin
3. Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan (zat ekstraktif).

Distribusi komponen kimia tersebut dalam dinding sel kayu tidak merata. Kader solulosa dan hemiselulosa banyak terdapat dalam dinding sekunder, sedangkan lignin banyak terdapat dalam dinding primer dan zat ekstraktif terdapat di dalam dinding sel kayu.

3.4. Cacat-cacat Kayu

Cacat-cacat kayu perlu diperhatikan karena sangat berhubungan dengan mutu kayu itu sendiri dimana kayu yang mempunyai cacat lebih banyak menunjukkan kualitas kayu tersebut lebih rendah dibandingkan dengan yang memiliki cacat lebih sedikit sebaiknya adanya cacat-cacat kayu tersebut dihindari agar kestabilan kayu baik dari segi dimensi, sifat maupun kekuatan atau mutunya dapat dipertahankan.

Adapun beberapa jenis cacat-cacat kayu yang mempengaruhi mutu kayu dalam penggunaannya sebagai struktur adalah :

3.4.1. Mata kayu

Mata kayu adalah merupakan tunas/cabang yang tumbuh pada batang pohon yang utama, dengan adanya tunas/cabang maka arah serat kayu akan berbentuk spesifik seperti membeloknya serat batang pohon. Cacat mata kayu tersebut disamping menunjukkan adanya tunas/cabang menunjukkan pula bahwa kayu tersebut berada pada bagian lebih atas dari pada yang mempunyai sedikit mata kayu.

Adapun cacat mata kayu dapat dibedakan sebagai berikut :

a.  Cacat mata kayu sehat kecil yang mempunyai diameter kurang dari 3 mm

b.  Cacat mata kayu sehat besar yang mempunyai diameter lebih dari 3 mm

c.  Cacat mata kayu mati atau lepas

d.  Cacat mata kayu di samping.

3.4.2. Perubahan bentuk/melengkung

Cacat ini adalah cacat yang terjadi pada kayu baik berupa balok maupun papan dimana bentuk kayu melengkung terhadap panjang kayu, hal ini diakibatkan oleh adanya faktor penyusutan kayu atau diakibatkan oleh cara prabrikasi atau dapat diakibatkan oleh adanya cacat mata kayu di mana dengan adanya mata kayu maka akan ada pembelokan arah serat kayu.

3.4.3. Pingul

Cacat kayu ini merupakan cacat kayu di mana bagian permukaan kayu tidak seperti bentuk pada umumnya yaitu persegi, cacat kayu ini dapat berbentuk pingulang pada ujung persegi atau dapat pula kayu berbentuk jajaran genjang. Hal ini dapat diakibatkan oleh adanya pengambilan kayu tersebut,

Antara lain kayu yang diambil dari bagian luar/gubal atau akibat dari proses pengerjaannya.

3.4.4. Retak serat (retak tangensial)

cacat retak ini terjadi di sepanjang lingkaran tahun yang akan mengakibatkan terjadinya pemisahan lingkaran tahun yang satu dengan lingkaran tahun lainnya.

3.4.5. Serat miring

Termasuk salah satu cacat yang bisa diakibatkan oleh proses pengerjaan kayu yang salah di mana arah serat kayu tidak searah dengan panjang balok/kayu tersebut atau diakibatkan merupakan hasil kayu log yang mempunyai cacat arus atau cacat log pencabangan. Papan atau balok yang mempunyai serat miring atau tidak terarah sebaiknya dihindarkan pemakaiannya karena baik mutu kekuatan kayu meupun perubahan dimensi juga dipastikan tidak menentu. Papn atau balok yang mempunyai cacat ini akan mengakibatkan cacat bawaan lainnya seperti melengkung atau melintir.

3.4.6. Gubal atau putih kayu

Gubal merupakan bagian dari anatomi kayu yang melindungi hati dan sangat mudah terpengaruh oleh cuaca luar sehingga dapat mengakibatkan adanya perubahan bentuk maupun kekuatan dari kayu itu sendiri. Disamping itu gubal mempunyai sel-sel kayu yang masih hidup dan pori-porinya yang relatif besar dibandingkan sel inti kayu oleh karena itu apabila terpengaruh oleh cuaca luar maka penyusutannya akan lebih besar bila dibandingkan dengan inti. Kayu yang berupa balok atau papan yang merupakan bagian dari gubal kayu maka kestabilannya terhadap perubahan bentuk maupun kekuatannya tidak dapat dipertahankan, disamping itu bahan kayu yang merupakan bagian dari gubal akan lebih mudah terkena serangan rayap.

3.4.7. Mencawan

Cacat ini menyerupai dengan cacat melengkung dimana dalam cacat ini arah melengkung pada sisi lebar pada kayu yang biasanya terjadi pada kayu yang berbentuk papan. Cacat ini dapat diakibatkan oleh adanya cacat awal yaitu seperti bahan kayu yang terbuat dari gubal.

3.4.8. Rongga dalam kayu (Urat kapur)

Merupakan cacat bawaan dari kayu yang berbentuk rongga di dalamnya dan biasanya di dalam rongga tersebut berisi sat-sat kapur.

3.4.9. Terpilih atau meluntir

Merupakan cacat kayu yang banyak ditemukan pada kayu b aik berupa papan maupun balok dimana masing-masing sisi tidak berada pada posisi lurus, hal ini disebabkan karena peristiwa alami yang mengakibatkan batang pohon tersebut tumbuh terpilih.

3.4.10. Retak tertutup (retak radial)

Retak tertutup adalah cacat kayu yang berupa retak yang melintang pada lingkaran tahun (lihat gambar 3.)

3.5. Klasifikasi Kayu

Klasifikasi kayu dilakukan atas dasar pertimbangan kekuatan dan tingkat kekuatan kayu.

3.5.1. Klasifikasi berdasarkan kekuatan kayu

Berdasarkan pertimbangan atas kekuatan kayu yaitu antara lain, berat, jenis, tegangan lentur mutlak, dan tegangan tekan mutlak, kayu dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

Taebl 3.1. Klasifikasi Berdasarkan Kekuatan Kayu

Kelas Kuat	Berat jenis Kering udara	Kekuatan lentur Mutlak (Kg/cm2)	Kekuatan tekan Mutlak (Kg/cm2)
I.	> 0,9	> 1100	> 650
II.	0,90 – 0,60	1100 – 725	650 – 425
III.	0,60 – 0,40	725 – 500	425 – 300
IV.	0,40 – 0,30	500 – 360	300 – 215
V.	< 0,30	< 360	< 215