rekayasa kayu dan pengelolaannya cetak
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
1/52
REKAYASA KAYU DANPENGELOLAANNYA
Ragil Widyorini
Laboratorium komposit kayuBagian Teknologi Hasil Hutan
Fakultas Kehutanan
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
2/52
Mengenal Produk-produkKayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
3/52
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
4/52
Tabel Klasifikasi produk-produk komposit
(Youngquist JA, 1999)
Veneer-based material Plywood
Laminated veneer lumber (LVL)
Parallel-laminated veneer (PLV)
Laminates Laminated beams
Overlayed materials
Wood –nonwood compositesb
Composite material Cellulosic fiberboard
Hardboard
Particleboard
Waferboard
Flakeboard
Oriented strandboard (OSB)
Edge-adhesive-bonded material
Lumber panels
Components I-beams
T-beam panels
Wood –nonwood composites Wood fiber –plastic composites
Inorganic-bonded composites
Wood fiber –agricultural fiber composites
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
5/52
StrandsVeneer sheets
Veneer strips Lamstock
Wood Elements
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
6/52
Glulam - Columns, Beams and Rafters
6
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
7/52
Glulam - Curved Bridges
7
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
8/52
Laminated Veneer Lumber
LVL beamLVL in I-beam
8
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
9/52
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
10/52
Unit 7 — Engineered Wood Products
Oriented strand board is a structural wood panel
commonly used for wall sheathing.
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
11/52
Prefabricated I-joists
with laminated veneer
lumber flanges and
structural panel webs.
(A) One experimental
product has a hardboard
web.
(B) oriented strandboard(C) plywood webs.
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
12/52
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
13/52
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
14/52
Papaninsulasi
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
15/52
TugasO Dikirimkan email :
OSubject: SV_tugas 1_nama/kelompok
O Paling lambat Selasa, 20 Oktober 2015
OPerorangan : Ringkasan bahan ajar materi sebelumnya
oleh Bp. Bambang
O Kelompok 2 orang) :
O
1. Sifat-sifat kayu yang berhubungan denganfungsi/pemakaiannya
O 2. Pilih salah satu produk berbasis kayu jelaskan proses
pembuatannya dan poin-poin penting yang harus
diperhatikan berkaitan dengan sifat-sifat kayu seperti no1
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
16/52
Kebutuhan Industri
Setiap industri memiliki kebutuhan tipe dan kualitas kayu yang
berbeda-beda.> Industri pulp kimia memerlukan kayu dengan kualitas yang
berbeda dgn industri pulp mekanik dan papan partikel
Harga, sebagai konsekuensi perbedaan penilaian kualitas kayu,menentukan pembeli dari bahan kayu
> Penggergajian akan membayar lebih untuk kayu dengandiameter besar dibandingkan membayar kayu berdiameterkecil dengan volume yang sama
> Industri pulp akan memilih membayar 1/10 harga bilamenggunakan limbah sebetan dibandingkan pembelian kayu bulatnya
Setiap industri memiliki kriteria kualitas yang berbeda-beda> Kayu gergajian: diameter dan panjang log, distribusi dan
ukuran cabang, kerapatan/BJ
> Log pulp: tebal dinding sel, panjang serat dan kandungan serat.
(Marsoem, 2013)
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
17/52
Kayu GergajianKarakteristik:
- Quatersawnkenampakan lingkarantahun berupa garis lurussejajar sumbu panjangpohon dan kestabilandimensi tinggi
- Plainsawn/flatsawnkenampakan lingkaranpertumbuhan berupacorak gunungan dankestabilan dimensirendah terutama padadimensi lebarnya.
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
18/52
Kayu sifatnya anisotropis; yaknimenunjukkan sifat fisik yang berbeda yangberbeda jika diuji pada tiga sumbu arah
utamanya.
Kayu merupakan zat higrokopis;yakni dapat
kehilangan atau menyerap air sebagaiakibat dari perubahan kelembaban dan suhuatmosfir.
(Marsoem, 2013)
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
19/52
Tiga Penampang dan Tiga Arah
Utama pada Kayu
(Marsoem, 2013)
Arah:
1. Longitudinal
2. Tangensial
3. Radial
1
23
Penampang:
A. Melintang
B. Tangensial
C. Radial
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
20/52
Kayu dapat di biodegradasikan/diperkecil yakni
dapat diubah menjadi komponen gula sederhana
dan elemen lignin oleh serangan seperti
organisme jamur/fungi, bakteri, dan seranggatertentu, misalnya, rayap, termites.
Sifat ini membuat kayu menjadi salah satu dari
sumber bahan bakar utama dalam perekonomian
dunia karena jumlahnya yang relatif melimpah dan
ketersediaannya yang dapat diperbaharui.
(Marsoem, 2013)
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
21/52
Kayu sangat inert/lembam terhadap pengaruh dari sebagian besar bahan kimia. Oleh karena itu kayu sangatsesuai untuk banyak pemanfaatan (kegunaan) industriyang sangat memerlukan ketahanan terhadap aksi
disintegrasi dari bahan kimia dan korosi.
Strukturnya yang berserat dan banyaknya udara yangdapat diperangkap membuat kayu memiliki sifat isolasiyang baik. Kecuali kayu, bahan bangunan yang digunakan
untuk rumah umumnya bukan merupakan isolator yangbaik.
(Marsoem, 2013)
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
22/52
Sebagai material, kayu memiliki beberapa
kelemahan:
• Memiliki variabilitas yang tinggi
• Bersifat anisotropis baik kekuatan dan
pergerakan air
• Memiliki ketidakstabilan dimensi
dikarenakan perubahan kelembaban
• Ketersediaan dalam dimensi lebar yang
terbatas
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
23/52
Pengolahan Primer Kayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
24/52
Pengeringan Kayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
25/52
Kayu menjadi lebih ringan◦ hemat waktu dan biaya
Memperpanjang umur penggunaan kayu,◦ jika kondisi basah (>20%) dan terkena udara, maka jamur akan lebih mudah membusuk
Memiliki penyusutan dan pengembangan yangnilainya berada dalam kisaran yang sesuaiuntuk seluruh keadaan yang dijumpai dalam(berbagai) penggunaan, kecuali (selain) untukkeadaan kelembaban relatif yang sangat ekstrim
Manfaat Pengeringan Kayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
26/52
Williamson, 2011)
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
27/52
KA = Segar % KA = TJS KAS
Kondisi segar - Berkurang berat
- Dimensi tidak berubah
- Berkurang berat
- Berkurang dimensi
Perlakuan pengeringan kayu
Dimensi stabil
Penggunaan
Kayu
mengering mengering
KA = Segar % KA = TJS KAS
Kondisi segar - Berkurang berat
- Dimensi tidak berubah
- Berkurang berat
- Berkurang dimensi
Perlakuan pengeringan kayu
Dimensi stabil
Penggunaan
Kayu
mengering mengering
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
28/52
Pengeringan – Cacat
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
29/52
• Pengeringan terjadi dalam 2
tahap:
–1. pergerakan air dari bagian dalammenuju ke permukaan kayu
–2. penghilangan air dari permukaan
kayu
Proses yang terjadi
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
30/52
• The oven-drying method
– Umum dipakai,
– Perlu waktu dan harus memotong sampel
– Hasil umumnya sedikit lebih tinggi dari sesungguhnya
karena ada faktor ekstraktif volatil
• The electrical method
– Relatif lebih cepat dan bisa langsung digunakan pada
kayu di tempat
–
Perlu pertimbangan yang hati-hati dalammenginterpretasikan hasil
– Biasanya terbatas pada penggunaan untuk kadar air
dibawah 30%
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
31/52
• Kayu ketika baru ditebang dari pohon
penghasilnya, memiliki kandungan air yang
cukup tinggi yaitu dapat mencapai kadarsebesar lebih dari 100% (30/40 – 200%).
Air pada Kayu
P i d k
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
32/52
Pengeringan pada kayu
• Dapat dilakukan melalui salah satu atau kombinasi cara
pengeringan alami, pengeringan alami dipercepat, dan
atau pengeringan buatan (kiln).
• Tergantung pada faktor-faktor seperti:
–
jenis kayu, semakin berat kayu semakin lambatkecepatan pengeringannya
– ketebalan kayu, waktu pengeringan semakinpanjang seiring penambahan tebal dan kecepatan
pengeringan semakin lambat. Teorinya penambahantebal 2x maka waktu pengeringan akan bertambah 3-
4x.
– tujuan penggunaan dan
– perhitungan ekonomisnya.
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
33/52
Pengeringan alami
Pengeringan yang buruk Pengeringan yang baik
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
34/52
Pengeringan Alami Yang Dipercepat
dan Pra-Pengeringan
Gudang pengeringan alami dipercepat
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
35/52
Pengeringan Buatan
-Compartment
-Pemanas
-Sirkulasi udara
(kipas)
-Tumpukan kayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
36/52
Pengawetan Kayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
37/52
Kayu dapat dibiodegradasikan oleh seranganorganisme jamur/fungi, bakteri, dan serangga
tertentu, misalnya, rayap, atau kumbang.
Kayu juga dapat didegradasikan denganoksidasi yang terjadi dari kondisi dimana kayu
tersebut berada.
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
38/52
Sifat keawetan alami pada setiap jenis kayuberbeda-beda dan biasanya sejalan dengan
kekuatan, kekerasan, berat jenis dan warna
kayunya. Kayu yang kuat, keras, berat jenisnya tinggi
dan warna kayunya lebih tua (gelap)
secara umum mempunyai keawetan alamiyang lebih baik, sehingga umur pakainya
juga lebih lama.
Kelas Awet
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
39/52
PENDAHULUANKelas Awet
Sifat Pemakaian I II III IV V Berhubungan dengan
kelembaban (tahun)
8 5 3 Sangat
pendek
Sangat
pendek
Hanya dipengaruhi
cuaca, tidak direndam air
dan kekurangan udara
(tahun)
20 15 10 Beberapa
tahun
Sangat
pendek
Di bawah atap, tidakberhubungan dengan
tanah lembab dan
kekurangan udara
Takterbatas
Takterbatas
Sangatlama
Beberapatahun
Pendek
Di bawah atap tetapi
dipelihara dengan baikdan dicat teratur (tahun)
Tak
terbatas
Tak
terbatas
Tak
terbatas
20 tahun 20 tahun
Serangan rayap tanah Tidak Jarang Cepat Sangat cepat Sangat
cepat
Serangan bubuk kayu
kering
Tidak Tidak Hampir
tidak
Tidak berarti Sangat
cepat
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
40/52
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
41/52
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
42/52
Bahan Pengawet
Beracun terhadap perusak kayu Permanen
Mudah meresap/berpenetrasi
Aman digunakan Tidak merusak kayu/logam dan bahan lain
Banyak tersedia
Murah
bersih, tidak berbau, tidak berwarna, tidak
mengembangkan kayu, tahan api
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
43/52
Bahan Pengawet yang digunakan
• Untuk kayu banguan yang tidak bersentuhan langsung dengan tanah,
kerusakan utama disebabkan oleh rayap; bahan pengawet yang
digunakan khlorpirifos (nama perdagangan: lentrek)
• Untuk perkakas rumah tangga dan barang kerajinan, kerusakan utama
disebabkan oleh kumbang bubuk atau rayap kayu kering.
Kumbang bubuk ->boraks dan asam borat. Rayap kayu kering ->
khlorpirifos
• Untuk bahan bangunan yang langsung berhubungan dengan tanah
lembab atau sering terkena air hujan, bahan pegawet yang bisadigunakan adalah terusi, garam khromat dan asam borat
2015/12/2
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
44/52
Bahan pengawet dengan pelarut minyak
bahan pengawet yang dalam penggunaannya harus lebih dahulu dilarutkan dalam
minyak (tanah). Umumnya jenis bahan pengawet ini berbentuk kristal atautepung.
Jenis bahan pengawet ini cocok untuk mengawetkan kayu yang penggunaannya di
luar ruangan, tidak mudah larut dan mempunyai daya racun yang tinggi.
Kekurangannya yaitu harganya lebih mahal, lebih mudah menguap, mempunyai
sifat korosif (terhadap logam) dan mudah terbakar.
Contoh dari jenis bahan pengawet ini adalah :
◦ PCP (pentachlorophenol)
◦ CN ( cuprinaphtenat)
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
45/52
Bahan pengawet berupa cairan atau larutan yang mengandung
minyak, sehingga penggunaannya dapat langsung.
Jenis bahan pengawet ini juga cocok untuk mengawetkan kayu
yang penggunaannya di luar ruangan atau bahkan berhubungan
dengan kelembaban (tanah dan air).
Walaupun mempunyai daya racun tinggi dan penggunaannya
harus tepat (sesuai), jenis bahan pengawet ini juga mudah
terbakar.
Contoh dari jenis bahan pengawet ini adalah :
◦ Kr (Kreosot) = Creosote
◦
Kk (Kreosot koltir) = Creosote coaltare◦ Kp (Kreosot petroleum)
◦ Ka (Karbolineum)
◦ Cn (chlornaftalin)
F l i P t K
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
46/52
Formulasi bahan pengawet hampir selalu mengandung
tembaga (copper ) karena bersifat fungisida denganspektrum yang lebar tetapi tidak berbahaya bagi mamalia.
Chromated Copper Arsenate (CCA) campuran dari chromic
acid, cupric oxide dan arsenic pentoxide merupakan bahan
pengawet yang efektif banyak digunakan pada tahun 70-an.Karena faktor kesehatan manusia, CCA tidak digunakan
lagi. Diganti bahan pengawet non chrome dan arsenic.
Mengatasi penggerek laut: digunakan kreosot dan CCA
dengan retensi yang tinggi, seringkali digunakan beberapa jenis bahan pengawet.
Formulasi Pengawet Kayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
47/52
Retensi adalah jumlah bahan pengawetkering yang tinggal dalamkayu, dinyatakan
dalam kg/m3.
Penetrasi adalah dalamnya penembusanbahan pengawet dalam kayu dinyatakan
dalam mm.
F l i P t K
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
48/52
Modifikasi kayu: menjadikan kayu lebih tahan terhadap air
dan sumber makanan dengan merubah gugus hidroksilselulosa dan hemiselulosa dengan komponen lain dengan
proses asetilasi.
Perlakuan panas: pada suhu dengan kisaran 160 –
260ºC
untuk menghilangkan komponen kayu yang digunakan sebagai
makanan cendawan dan merubah struktur kayu.
Formulasi Pengawet Kayu
Perlakuan Pengawetan Kayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
49/52
Impregnasi Vacuum/Pressure: umum dilakukan yang
menghasilkan penetrasi yang dalam dari bahan pengawet dandapat mengontrol jumlah bahan pengawet yang tertinggal
dalam kayu. Beberapa metode vacuum/pressure:
◦ Proses Bethel (full cell)
◦
Proses Lowry (empty cell)
Perlakuan Pengawetan Kayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
50/52
Perlakuan Pengawetan Kayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
51/52
Perlakuan tanpa tekanan
Penguasan atau spraying menghasilkan penetrasi bahan
pengawet pada bidang melintang serat sangat rendah.
Pencelupan beberapa detik dapat meningkatkan penetrasi
bahan pengawet pada bagian ujung kayu sekitar 25 – 75 mm.
Perendaman selama beberapa jam cukup efektif
memberikan penetrasi pada bagian ujung kayu. Proses-proses
ini digunakan untuk tiang beranda dan tiang berdiameter kecil.
Perlakuan Pengawetan Kayu
-
8/16/2019 Rekayasa Kayu Dan Pengelolaannya Cetak
52/52
FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH
TERHADAP SIFAT MEKANIS KAYU
Sifat-sifat mekanis kayu dipengaruhi oleh:
a. Faktor bahan
- Kerapatan
- Perilaku kayu yang anisotropik
- Struktur Kayu/serat- Cacat-cacat Kayu
b. Faktor lingkungan
- Kadar Air
- Suhu
c. Faktor beban
- Lamanya pemberian beban pada kayu
- Kelelahan kayu