metode eksperimen material
DESCRIPTION
Artikel Pengolahan KayuTRANSCRIPT
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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
Nama : Beri BernandoNIM :1127030014Tugas Metode Eksperimen Material
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