metode eksperimen material

Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material

Teknik Pengolahan Kayu, Metode Pengawetan Kayu, dan

Aplikasi Kayu

1.1 Pengertian Kayu

Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting

tumbuhan yang mengeras karena mengalami lignifikasi

(pengayuan). Kayu digunakan untuk berbagai keperluan, mulai

dari memasak, membuat perabot (meja, kursi), bahan bangunan

(pintu, jendela, rangka atap), bahan kertas, dan banyak lagi. Kayu

juga dapat dimanfaatkan sebagai hiasan-hiasan rumah tangga

dan sebagainya. Penyebab terbentuknya kayu adalah akibat

akumulasi selulosa dan lignin pada dinding sel berbagai jaringan

di batang.

Terdapat bagian-bagian dari kayu, yaitu :

a. Cincin Pertumbuhan

Cincin pertumbuhan atau juga disebut lingkaran tumbuh

adalah gambar pola-pola konsentrik pada penampang

melintang kayu. Terbentuknya cincin pertumbuhan kayu ini

karena terjadinya perbedaan musim yang dialami oleh pohon

tersebut.

b. Mata Kayu

Mata kayu atau knot adalah bagian dari kayu yang merupakan

dasar dari percabangan atau kuncup yang dorman. Mata kayu

memiliki pengaruh terhadap kayu, dan seringkali

1


berpengaruh negatif. Mata kayu mengurangi kekuatan kayu

sehingga akan bernilai rendah ketika digunakan sebagai

struktur bangunan atau keperluan lain di mana kekuatan

menjadi pertimbangan. (record, 1914)Namun keberadaan

mata kayu dapat meningkatkan nilai seni.

c. Kayu Gubal

Kayu gubal disebut juga sapwood, laburnum (Chisholm, 1911)

adalah bagian dari kayu yang dekat dengan tepi luar dan

masih hidup. Semua kayu pada awalnya adalah kayu gubal

hingga ia mati dan membentuk kayu teras. Kayu gubal

mengandung pembuluh yang menghantarkan air dari akar ke

daun dan juga untuk menyimpan air. Semakin banyak jumlah

daun, semakin besar volume kayu gubal. Kayu gubal lebih

tebal di batang bagian atas, namun secara volume sama

dengan batang bagian bawah.

d. Kayu Teras

Kayu teras disebut juga heartwood (Chisholm, 1911),

duramen adalah kayu yang terbentuk lebih awal pada suatu

pohon dan telah mati dan terletak di bagian dalam dari

sebuah kayu. Kayu teras tidak memiliki pembuluh yang

berfungsi lagi. Kayu teras sebelumnya adalah kayu gubal

(bagian dari kayu yang masih hidup) yang mengalami

2


penumpukan mineral. Keberadaan mineral ini menjadikan

kayu teras cenderung lebih keras dibandingkan kayu gubal.

1.2 Sifat-Sifat Kayu

1.2.1 Sifat Fisik Kayu

Terdapat beberapa hal yang tergolong sifat fisik dari kayu,

diantaranya :

a. Massa dan Massa Jenis

Massa suatu kayu tergantung dari jumlah zat kayu,

rongga sel, kadar air dan zat ekstraktif didalamnya. Massa

kayu berbanding lurus dengan massa jenis kayu tersebut.

Kayu mempunyai massa jenis yang berbeda-beda, berkisar

antara massa jenis minimum 0,2 (kayu balsa) sampai massa

jenis 1,28 (kayu nani). Umumnya makin tinggi massa jenis

kayu, maka kayu akan semakin berat dan semakin kuat.

Massa jenis dapat ditentukan dari rumus :

Dimana :

ρ = massa jenis kayu (kg/m3)

m = massa kayu (kg)

v = volume (m3)

b. Arah Serat

3


Arah serat adalah arah umum sel-sel kayu terhadap

sumbu batang pohon. Arah serat dapat dibedakan menjadi

serat lurus, serat berpadu, serat berombak, serta terpilin

dan serat diagonal (serat miring).

Gambar 1. Arah serat kayu

c. Keawetan

Keawetan adalah ketahanan kayu terhadap serangan dari

unsur-unsur perusak kayu dari luar seperti jamur, rayap,

bubuk dll. Keawetan kayu tersebut disebabkan adanya zat

ekstraktif didalam kayu yang merupakan unsur racun bagi

perusak kayu. Zat ekstraktif tersebut terbentuk pada saat

kayu gubal berubah menjadi kayu teras sehingga pada

umumnya kayu teras lebih awet dari kayu gubal.

d. Higroskopis

Kayu mempunyai sifat dapat menyerap atau melepaskan

air. Makin lembab udara disekitarnya makin tinggi pula

4


kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan

lingkungannya. Dalam kondisi kelembaban kayu sama

dengan kelembaban udara disekelilingnya disebut

kandungan air keseimbangan (EMC = Equilibrium Moisture

Content).

e. Sifat Kayu terhadap Suara, yang terdiri dari :

Sifat akustik, yaitu kemampuan untuk meneruskan

suara berkaitan erat dengan elastisitas kayu.

Sifat resonansi, yaitu turut bergetarnya kayu akibat

adanya gelombang suara. Kualitas nada yang

dikeluarkan kayu sangat baik, sehingga kayu banyak

dipakai untuk bahan pembuatan alat musik (kulintang,

gitar, biola dll).

1.2.2 Sifat Mekanik Kayu

Sifat mekanik kayu atau kekuatan kayu adalah

kemampuan kayu untuk menahan muatan dari luar. Yang

dimaksud dengan muatan dari luar adalah gaya-gaya di luar

benda yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah

bentuk dan besarnya benda. Sifat mekanik kayu dibedakan

sebagai berikut :

a. Modulus elastisitas

Kayu juga tahan terhadap gaya yang berusaha

melengkungkan kayu dengan satu kali tekanan secara terus

5


menerus atau berkali-kali (secara mendadak, seperti

pukulan).

b. Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan

gaya-gaya yang berusaha menarik kayu. Terdapat 2 (dua)

macam kekuatan tarik, yaitu kekuatan tarik sejajar arah

serat dan kekuatan tarik tegak lurus arah serat. Kekuatan

tarik terbesar pada kayu adalah kekuatan tarik yang sejajar

arah serat. Kekuatan tarik tegak lurus arah serat lebih kecil

daripada kekuatan tarik sejajar arah serat.

c. Kekuatan tekan

Ada 2 macam kekuatan tekan kayu, yaitu kekuatan tekan

sejajar arah serat dan kekuatan tekan tegak lurus arah serat.

Pada semua kayu, kekuatan tekan tegak lurus serat lebih

kecil daripada kekuatan kompresi sejajar arah serat.

1.3 Pengolahan Kayu

Ada beberapa proses dasar pengolahan kayu dari logs

menjadi furniture, diantaranya :

1. Penggergajian atau pemotongan

Dari sebatang kayu gelondongan, kayu harus dibelah dan

dipotong sehingga menjadi bentuk dan ukuran yang diinginkan

6


mengikuti desain furniture. Proses ini termasuk proses yang

masih kasar.

2. Pengeringan (Kiln Dry)

Karena termasuk material yang 'hidup' kayu bisa berubah

bentuk (melengkung, retak atau pecah), bahan ini harus

dikeringkan dahulu. Pengeringan kayu menggunakan mesin dan

ruangan khusus sehingga bisa dicapai kandungan air di dalam

kayu antara 8-12 %. Hal ini dikenal dengan istilah MC (Moisture

Content).

3. Pengerjaan konstruksi

Melingkupi pembentukan komponen, pengeboran untuk

konstruksi penyambungan kayu secara masinal atau manual.

Untuk mendapatkan hasil yang baik, minimum kayu harus

melalui proses mesin 60 %.

4. Perakitan

Proses perakitan merupakan salah satu proses yang penting

karena mempengaruhi kualitas kekuatan barang jadi. Apabila

perakitan tidak berhasil, sambungan-sambungan akan mudah

terlepas dan furniture tidak akan bertahan lama.

5. Finishing

Sebagai proses paling akhir dan paling menentukan nilai

estetika sebuah furniture. Finishing berfungsi memberikan

7


tampilan yang baru dan lain daripada tampilan serat kayu atau

warna kayu yang sebenarnya.

Finishing menjadi salah satu proses yang paling sering

diulang. Beberapa alasan adalah karena pembeli ingin memiliki

warna yang lain daripada warna standard atau karena kondisi

finishing sudah mulai pudar akan tetapi kayu masih kuat dan

masih berfungsi dengan baik.

1.4 Pengawetan Kayu

1.4.1. Prinsip Pengawetan Kayu

Adapun prinsip-prinsip pengawetan kayu, diantaranya :

Pengawetan kayu harus merata pada seluruh bidang kayu.

Penetrasi dan retensi bahan pengawet diusahakan masuk

sedalam dan sebanyak mungkin di dalam kayu.

Dalam pengawetan kayu bahan pengawet harus tahan

terhadap pelunturan (faktor bahan pengawetnya).

Faktor waktu yang digunakan.

Metode pengawetan yang digunakan.

Faktor kayu sebelum diawetkan, meliputi jenis kayu, kadar

air kayu, zat ekstraktif yang dikandung oleh kayu serta

sifat-sifat lainnya.

Faktor perlatan yang dipakai serta manusia yang

melaksanakannya.

8


1.4.2. Organisme Perusak Kayu

Secara garis besar, faktor penyebab kerusakan kayu

dapat digolongkan menjadi dua, yaitu :

1. Faktor Biologis

Dibandingkan dengan faktor non biologis, faktor

biologis dianggap paling dominan menimbulkan kerusakan

kayu . faktor biologis yang dimaksud meliputi jamur,

serangga, dan cacing. (Ridwanti Batubara, 2006)

2. Faktor non biologis

Faktor non biologis yang berpengaruh terhadap

kerusakan kayu diantaranya adalah cuaca dan api. (Ridwanti

Batubara, 2006)

1.4.3. Jenis Pengawetan Kayu

1. Pengawetan Remanen atau sementara

Pengawetan remanen atau sementara (prophylactis

treatment) bertujuan menghindari serangan perusak kayu

pada kayu basah (baru ditebang) antara lain blue stain,

bubuk kayu basah dan serangga lainnya. Bahan pengawet

yang dipakai antara lain NaPCP (Natrium Penthaclor

Phenol), Gammexane, Borax, baik untuk dolok maupun kayu

gergajian basah. (Hartiyono, 2013)

2. Pengawetan Permanen

9


Pengawetan permanent bertujuan menahan semua

faktor perusak kayu dalam waktu selama mungkin. Yang

perlu diperhatikan dalam pengawetan, kayu tidak boleh

diproses lagi (diketam ataupun digergaji, dibor, dan lain-

lain), sehingga terbukanya permukaan kayu yang sudah

diawetkan. Bila terpaksa harus diolah, maka bekas

pemotongan harus diberi bahan pengawet lagi. Adapun

bahan pengawet yang dapat dipakai untuk pengawetan

remanen (sementara). Pengawetan remanen umumnya

hanya menggunakan metode pelaburan dan penyemprotan,

sedangkan pengawetan tetap dapat menggunakan semua

metode, tergantung bahan pengawet yang dipakai serta

penetrasi dan retensi yang diinginkan. Sehingga pengawetan

dapat lebih efektif dan waktu pemakaiannya dapat selama

mungkin. (Hartiyono, 2013)

1.4.4. Metode Pengawetan Kayu

Menurut (Hartiyono, 2013), ada 5 macam metode

pengawetan kayu, diantaranya :

1. Metode Rendaman

Kayu direndam di dalam bak larutan bahan pengawet

yang telah ditentukan konsentrasi (kepekatan) bahan pengawet

dan larutannya, selama beberapa jam atau beberapa hari.

Waktu pengawetan (rendaman) kayu harus seluruhnya

10


terendam, jangan sampai ada yang terapung. Karena itu diberi

beban pemberat dan sticker. Ada beberapa macam

pelaksanaan rendaman, antara lain rendaman dingin,

rendaman panas, dan rendaman panas dan rendaman dingin.

Cara rendaman dingin dapat dilakukan dengan bak dari beton,

kayu atau logam anti karat. Sedangkan cara rendaman panas

atau rendaman panas dan dingin lazim dilakukan dalam bak

dari logam.

Bila jumlah kayu yang akan diawetkan cukup banyak,

perlu disediakan dua bak rendaman (satu bak untuk merendam

dan bak kedua untuk membuat larutan bahan pengawet,

kemudian diberi saluran penghubung). Setelah kayu siap

dengan beban pemberat dan lain-lain, maka bahan pengawet

dialirkan ke bak berisi kayu tersebut. Cara rendaman panas

dan dingin lebih baik dari cara rendaman panas atau rendaman

dingin saja. Penetrasi dan retensi bahan pengawet lebih dalam

dan banyak masuk ke dalam kayu. Larutan bahan pengawet

berupa garam akan memberikan hasil lebih baik daripada

bahan pengawet larut minyak atau berupa minyak, karena

proses difusi.

Ada beberapa kelebihan dari metode perendaman,

diantaranya :

Penetrasi dan retensi bahan pengawet lebih banyak

11


Kayu dalam jumlah banyak dapat diawetkan bersama

Larutan dapat digunakan berulang kali (dengan menambah

konsentrasi bila berkurang)

Juga terdapat kekurangan dari metode rendaman ini,

diantaranya :

Waktu agak lama, terlebih dengan rendaman dingin

Peralatan mudah terkena karat

Pada proses panas, bila tidak hati - hati kayu bisa terbakar

Kayu basah agak sulit diawetkan

2. Metode Pencelupan

Metode ini dilakukan dengan cara memasukkan kayu ke

dalam bak berisi larutan bahan pengawet dengan konsentrasi

yang telah ditentukan, dengan waktu hanya beberapa menit

bahkan detik. Kelemahan cara ini adalah penetrasi dan retensi

bahan pengawet tidak memuaskan, hanya melapisi permukaan

kayu sangat tipis, tidak berbeda dengan cara penyemprotan

dan pelaburan (pemolesan). Cara ini umumnya dilakukan di

industri-industri penggergajian untuk mencegah serangan

jamur blue stain. Bahan pengawet yang dipakai Natrium

Penthachlorophenol, hasil pengawetan ini akan lebih baik bila

kayu yang akan diawetkan dalam keadaan kering dan bahan

pengawetnya dipanaskan lebih dahulu.

3. Metode Pemulasan

12


Cara pengawetan ini dapat dilakukan dengan alat yg

sederhana. Bahan pengawet yang masuk dan diam di dalam

kayu sangat tipis. Bila dalam kayu terdapat retak-retak,

penembusan bahan pengawet tentu lebih dalam. Cara

pengawetan ini hanya dipakai untuk maksud tertentu, yaitu:

Pengawetan sementara di daerah ekploatasi atau kayu-kayu

gergajian untuk mencegah serangan jamur atau bubuk kayu

basah.

Untuk membunuh serangga atau perusak kayu yang belum

banyak dan belum merusak kayu (represif).

Untuk pengawetan kayu yang sudah terpasang. Cara

pengawetan ini hanya dianjurkan bila serangan perusak

kayu tidak ganas.

4. Metode Pembalutan

Cara pengawetan ini khusus digunakan untuk

mengawetkan tiang-tiang dengan menggunakan bahan

pengawet bentuk cream (cairan) pekat, yang

dilaburkan/diletakkan pada permukaan kayu yang masih basah.

Selanjutnya dibalut sehingga terjadilah proses difusi secara

perlahan-lahan ke dalam kayu.

5. Metode tekan vakum

Ada dua jenis metode tekan vakum, diantaranya :

a. Proses sel penuh

13


Urutan kerjanya adalah sebagai berikut :

Kayu dimasukkan ke dalam tangki pengawet, tangki

ditutup rapat agar jangan terjadi kebocoran.

Dilakukan pengisapan udara (vakum) dalam tangki

sampai 60 cm/Hg, selama kira-kira 90 menit, agar udara

dapat keluar dari dalam kayu.\

Sambil melakukan proses vakum, larutan pengawet kayu

dimasukkan ke dalam tangki pengawet hingga penuh.

Setelah penuh, proses vakum dihentikan kemudian

diganti dengan proses tekanan sampai sekitar 8 – 15

atmosfer selama kurang lebih 2 jam.

Proses penekanan dihentikan dan bahan pengawet kayu

dikeluarkan dari tangki kembali ke tangki persediaan.

Dilakukan vakum terakhir sampai 40 cm/Hg, selama 10 –

15 menit, dengan maksud untuk membersihkan

permukaan kayu dari bahan pengawet.

b. Proses Sel Kosong

Urutan kerjanya adalah sebagai berikut :

Kayu dimasukkan ke dalam tangki pengawet, tangki

ditutup rapat.

Tanpa vakum, langsung pemberian tekanan udara sampai

4 atmosfer, selama 10 – 20 menit.

14


Sementara tekanan udara dipertahankan, larutan bahan

pengawet dimasukkan ke dalam tangki pengawet hingga

penuh.

Kemudian tekanan ditingkatkan sampai 7 – 8 atmosfer

selama beberapa jam

Tekanan dihentikan dan bahan pengawet dikeluarkan.

Dilakukan vakum 60 cm/Hg, selama 10 menit untuk

membersihkan permukaan kayu dari kelebihan bahan

pengawet.

Perbedaan proses sel penuh dan sel kosong ialah sebagai

berikut :

Pada proses sel penuh bahan pengawet dapat mengisi

seluruh lumen sel.

Sedangkan pada sel kosong hanya mengisi ruang antar

sel.

1.5 Metode Pemotongan Kayu

Ada beberapa metode Pemotongan batang kayu,

diantaranya :

15


Gambar 2. Metode Penggergajian Kayu

1. Plain sawn

Log dibelah mengikuti arah yang selalu sama. metode

paling efisien untuk kayu log yang berbentuk penampang

bundar. Hasil permukaan arah serat bervariasi dari serat lurus

ke serat berbunga.

2. Riftsawn

Sangat sulit dan lama dalam pelaksanaannya. Log dibelah

dulu pada bagian tengah menjadi papan (ini bagian paling tinggi

kualitasnya) lalu empat potongan lainnya dibelah ke arah radial

log (ke pusat radius). Besar sekali limbah yang dihasilkan tapi

hasil kayu gergajian akan memiliki serat yang selalu lurus dan

sangat kecil kemungkinan perubahan bentuk karena

penyusutan.

3. Quartersawn

Diawali pembelahan menjadi empat bagian ke arah pusat

radius, lalu masing-masing bagian dibelah searah dengan radius

kayu log. memiliki nilai ekonomis tinggi dan efisiensi lebih baik.

1.6 Aplikasi Kayu

Penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaian tertentu

tergantung dari sifat-sifat kayu yang bersangkutan dan

16


persyaratan teknis yang diperlukan. Adapun aplikasi kayu

adalah sebagai berikut :

Bangunan (Konstruksi)

Persyaratan : kuat, keras, berukuran besar dan mempunyai

keawetan alam yang tinggi.

Jenis kayu : balau, bangkirai, belangeran, cengal, giam, jati,

dan lain-lain.

Perkakas (mebel)

Persyaratan: berat sedang, dimensi stabil, dekoratif, mudah

dikerjakan, mudah dipaku, dibubut, disekrup, dilem dan

dikerat.

Jenis kayu: jati, eboni, kuku, mahoni, meranti, dan lain-lain

Lantai (parket)

Persyaratan: keras, daya abrasi tinggi, tahan asam, mudah

dipaku dan cukup kuat.

Jenis kayu: balau, bangkirai, belangeran, bintangur, jati,

dan lain-lain.

Bantalan Kereta Api

Persyaratan: kuat, keras, kaku, awet.

Jenis kayu: balau, bangkirai, kempas, ulin, dan lain-lain

Alat Olah Raga

17


Persyaratan: kuat, tidak mudah patah, ringan, tekstur

halus, serat halus, serat lurus dan panjang, kaku, cukup

awet.

Jenis kayu: agathis, bedaru, melur, merawan, nyatoh, dan

lain-lain.

Alat Musik

Persyaratan: tekstur halus, berserat lurus, tidak mudah

belah, daya resonansi baik.

Jenis kayu: cempaka, merawan, nyatoh, jati, dan lain-lain.

Patung dan Ukiran Kayu

Persyaratan: serat lurus, keras, tekstur halus, liat, tidak

mudah patah dan berwarna gelap.

Jenis kayu: jati, sonokeling, salimuli, melur, cempaka, dan

lain-lain.

Pensil

Persyaratan: massa jenis sedang, mudah dikerat, tidak

mudah bengkok, warna agak merah, berserat lurus.

Jenis kayu: agathis, jelutung, melur, pinus.

18


BAB VI

KESIMPULAN

Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting

tumbuhan yang mengeras karena mengalami lignifikasi

(pengayuan). Penyebab terbentuknya kayu adalah akibat

akumulasi selulosa dan lignin pada dinding sel berbagai

jaringan di batang. Kayu memiliki 2 sifat, yaitu sifat fisik dan

sifat mekanik. Ada beberapa proses dasar pengolahan kayu dari

logs menjadi furniture, diantaranya penggergajian atau

pemotongan, pengeringan, Pengerjaan konstruksi, Perakitan,

dan Finishing. Ada 5 metode pengawetan kayu, diantaranya

metode rendaman, metode pencelupan, metode pemulasan,

metode pembalutan, dan metode tekan vakum. Ada beberapa

metode pemotongan kayu, yaitu Plain Swawn, riftsawn, dan

Quartersawn. Ada banyak aplikasi dari pengolahan kayu,

diantaranya sebagai alat music, bangunan, lantai, rel kereta api,

dan lain-lain.

19


DAFTAR PUSTAKA

Chisholm, H. (1911). Alburnum. Cambridge University Press.

Hartiyono. (2013). Metode Pengawetan Kayu. Malang: Widyaiswara Madya Departemen

Bangunan PPPPTK BOE / VEDC Malang.

record, S. J. (1914). The Mechanical Properties of Wood.

Ridwanti Batubara, S. M. (2006). Teknologi pengawetan kayu perumahan dan gedung

dalam upaya pelestarian hutan. Sumatera Utara: Departemen Kehutanan

Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

Tambunan, & Nandika. (1989). Deteriorasi Kayu oleh. Bogor: Departemen Pendidikan

Dan Kebudayaan Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas

Bioteknologi Institut Pertanian Bogor.

Widyatmoko, A. (2014). Identifikasi Jenis dan Asal-usul Kayu dengan Penanda DNA. Balai

Besar Penelitian Bioteknologi dan Pemuliaan Tanaman Hutan.

20

metode eksperimen material

Documents