Kayu: Mutu, Pengawetan, Pengeringan, Cacat Kayu dan Bahan dari Kayu

Penggunaan material kayu pada konstruksi sudah sangat umum digunakan. Bahan kayu bisa dijadikan Struktur ataupun unsur dekoratif dari suatu konstruksi semisal pembangunan rumah. 

Pada kondisi tertentu material kayu bisa jadi mempunyai nilai ekonomi yang lebih baik jika dibandingkan menggunakan material lainnya semisal besi atau baja. 

Namun, di sisi lainnya penggunaan kayu pada konstruksi juga mulai ditinggalkan karena memang terdapat beberapa kelemahan/kekurangan dari material kayu itu sendiri.

Kayu dari Hutan. (sumber: timberindustrynews.com)

Saat ini, pemakaian material kayu memang lebih cenderung sebagai unsur dekorasi bukan sebagai struktur utama. Kebanyakan pengembang/profesional lebih memilih material struktur seperti besi atau baja atau beton. Bahan tersebut lebih cenderung mudah untuk ditakar dan diukur.

Pada postingan ini, Ruang Sipil akan sedikit berbagi tetang Ilmu Kayu meliputi Kekuatan/Mutu, Pengawetan, Cacat kayu, Pengeringan dan Bahan dari kayu.

Kekuatan dan Mutu Kayu

Umumnya kayu yang berat jenisnya tinggi mempunyai modulus elastisitas dan kekuatan yang tinggi pula seperti tabel berikut.

Kelas, Berat Jenis, Modulus Elastisitas dan Tegangan Ijin

Sifat Mekanik Kayu	Kelas Kuat
	I	II	III	IV	V
Berat Jenis	> 0,9	0,6–0,9	0,4–0,6	0,3–0,4	< 0,3
Modulus Elastisitas (x1000 kg/cm2)	>180	155-180	125-155	95 – 125	< 95
Kuat Lentur mutlak (kg/cm2)	> 1100	725-1100	500-725	360-500	< 360
Kuat Tekan mutlak (kg/cm2)	> 650	425-650	300-425	215-300	< 215
Tegangan Ijin (kg/cm2)
- Tarik // serat	150	100	75	50	-
- Tekan // serat	130	85	60	45	-
- Tekan ┴ serat	40	25	15	10	-
- Geser // serat	20	12	8	5	-

Mutu kayu didasarkan atas kadar air, mata kayu, kayu gubal, kemiringan serat dan retak-retak. 

Mutu kayu dalam praktek (bukan benda ujia di laboratorium) dibedakan menjadi:

1. Kayu Mutu A

• Kadar air < 20%.
• Besar mata kayu < 1/6 lebar balok atau 3,50 cm.
• Kandungan gubal < 1/20 tinggi balok.
• Kemiringan serat < 1/10.
• Retak-retak arah radial <1/4 tebal kayu.
• Retak-retak arah tangensial < 1/5 tebal kayu.
• Kekuatan hanya di ijinkan 61% dari kayu tanpa cacat.

2. Kayu Mutu B

• Kadar air < 30%.
• Besar mata kayu < 1/6 lebar balok atau 3,50 cm.
• Kandungan gubal < 1/4 tinggi balok.
• Kemiringan serat < 1/7.
• Retak-retak arah radial < 1/3 tebal kayu.
• Retak-retak arah tangensial < 1/4 tebal kayu.
• Kekuatan hanya di ijinkan 46% dari kayu tanpa cacat.

Cacat Kayu

Cacat kayu merupakan hal yang alami, dimana cacat kayu dapat mengurangu kekuatan kayu, serta mempengaruhi perubahan dimensi kayu akibat penyusutan. 

3 Jenis Cacat Kayu

1. Mata kayu (wood knots).
2. Bagian kayu gubal atau kayu putih.
3. Serat kayu, kemiringan serat, serat melengkung, bolak-balik, gelombang.

Mata kayu adalah bakal cabang/tunas yang tumbuh pada batang pohon utama. Akibat tumbuhnya tunas, arah serat pohon utama akan terbelokkan dan jalinan sel-sel kayu yang lurus akan berkurang. Pada bagian mata kayu seratnya bersifat lebih keras, sehingga pada arah penyusutan bagian ini mengalami penyimpangan, yang dapat menyebabkan kayu melengkung, bengkok, baling atau terpilin.

Kayu gubal mempunyai sel-sel kayu yang masih hidup dan porinya relatif lebih besar, sehingga bila terjadi penyusutan, kayu gubal akan mengalami penyusutan lebih besar dari kayu teras. Dengan demikian papan atau balok yang mempunyai bagian kayu gubal kurang stabil perubahan dimensinya akibat penyusutan, serta keawetannya lebih rendah (lebih lunak dan mudah diserang rayap).

Kayu dengan serat yang tidak terarah sering dipisahkan sebagai kayu kelas rendah, karena nilai dekoratifnya dan perubahan dimensinya yang tidak stabil atau tidak menentu arahnya sehingga dapat melengkung atau terpilin, serta kekuatannya rendah. 

Pengeringan Kayu

Pengeringan dimaksudkan untuk menurunkan kadar air kayu, sehingga diperoleh keuntungan-keuntungan sebagai berikut.

Keuntungan Pengeringan Kayu

1. Berat kayu berkurang.
2. Menambah kekuatan kayu (makin rendah kadar air, kayu makin kuat).
3. Ukuran stabil, kayu tidak menyususut lagi.
4. Menghindari serangan cendawan dan bubuk, karena umumnya cendawan dan bubuk tidak dapat hidup bila kadar air kayu kurang dari 20 %.
5. Agar lem dapat merekatkan sambungan.
6. Memudahkan pemasukan obat pengawet.

Faktor Pengaruh Kecepatan Pengeringan Kayu

1. Suhu udara, untuk kelembaban udara yang tetap, makin tinggi suhu udara makin cepat proses pengeringan kayu.
2. Kelembaban udara, untuk suhu udara yang sama, makin tinggi kelembaban udara maka makin lama waktu pengeringan.
3. Peredaran udara, peredaran udara yang baik menyebabkan kayu makin cepat kering
4. Jenis kayu.

2 Cara Pengeringan Kayu

1. Pengeringan Udara Biasa/Alami

Kayu-kayu ditumpuk menurut susunan tertentu kemudian dibiarkan untuk beberapa waktu diudara terbuka dan teduh. Cara pengeringan ini membutuhkan waktu relatif lama dan kadar air yang dapat dicapai sekitar 15% (relatif masih tinggi).

Pengeringan Kayu Alami

Pengeringan Kayu dengan Perlindungan

2. Pengeringan Buatan

Pengeringan buatan dilakukan dengan memasukkan kayu-kayu kedalam ruang pengeringan. Dalam ruang pengeringan suhu udara dipanaskan (lampu, gas, solar, dll), dan aliran udara juga dibuat lebih baik sirkulasinya sehingga uap air yang timbul dari kayu dapat segera dibuang.

Pengeringan Awal dengan Perbaikan Sirkulasi udara

Pada cara ini harus dijaga agar penguapan air pada permukaan kayu tidak lebih cepat dari aliran air dari bagian dalam kayu kebagian luar/permukaan kayu. Bila ini terjadi, maka bagian luar kayu akan mengeras dan pori-pori kayu akan tertutup, sehingga aliran air dari dalam kayu terhambat, yang dapat berakibat kayu akan retak-retak.

Pengeringan Kayu dengan Menggunakan Udara Panas Radiator

Oven Pengering Kayu dengan Kipas Radial

Pengawetan Kayu

Terdapat beberapa jenis kayu yang tahan terhadap serangan serangga dan cendawan, akan tetapi banyak jenis kayu yang tidak tahan terhadap serangan tersebut, sehingga bila dipergunakan untuk bangunan tidak akan tahan lama. 

Untuk jenis kayu yang tidak tahan terhadap serangan serangga dan cendawan, maka perlu dilakukan proses pengawetan, sehingga kayu tahan terhadap serangan tersebut.

Tujuan Pengawetan Kayu

1. Bangunan kayu tahan lama.
2. Kayu tidak cepat lapuk.
3. Kayu yang kurang tahan awet dapat dipakai.

Cara Pengewetan Kayu

1. Ditir.
2. Diarangkan.
3. Dicat.
4. Direndam dalam air yang mengalir.
5. Dimasuki zat/bahan pengawet.

Pengawetan kayu dengan cara memasukkan zat/bahan pengawet ke dalam kayu dilakukan dengan proses vakum-tekan dan proses rendaman, baik rendaman dingin ataupun rendaman panas-dingin. 

Kayu yang akan diawetkan pada proses vakum-tekan disyaratkan mempunyai kerapatan kering ≥ 0,60 gram/cm3 dan kadar air ≤ 30%, sedang dengan proses perendaman mempunyai kerapatan kering < 0,60 gram/cm3 dan kadar air ≤ 35%.

Proses vakum-tekan dilakukan dengan memasukkan kayu kedalam tangki pengawet, kemudian tangki pengawet di vakum dan di diamkan selama 15 menit, lalu larutan bahan pengawet dengan konsentrasi tertentu dimasukkan dalam tangki dengan menjaga tingkat ke vakuman tidak boleh turun dari 10 cm Hg.

Selanjutnya tangki vakum diberi tekanan sebesar 10 kg/cm2 dengan pompa hidraulik selama 3 jam. Setelah itu hentikan tekanan, sisa larutan pengawet dikeluarkan dari tangki, dan tangki di vakum kembali selama 15 menit untuk membersihkan permukaan kayu dari sisa bahan pengawet.

Proses rendaman dingin, dilakukan dengan memasukkan kayu kedalam bak pengawet, lalu larutan bahan pengawet dimasukkan dalam bak sampai permukaan larutan pengawet mencapai 10 cm diatas tumpukan kayu. Lama perendaman dingin sesuai spesifikasi larutan, dan setelah masa rendaman sisa larutan pengawet dikeluarkan dan kayu didiamkan sampai tidak ada larutan yang menetes. 

Pada rendaman panas-dingin, setalah kayu dan larutan dimasukkan dalam bak pengawet, kemudian panaskan bak pengawet sampai suhu sesuai dengan spesifikasi bahan pengawet dan dipertahankan sampai tidak ada gelembung udara yang keluar dari dalam kayu. Matikan api/pemanas dan biarkan sampai larutan dingin, kemudian larutan dikeluarkan dari bak pengawet.

Setelah proses pengawetan, kayu ditumpuk/disusun secara teratur, dilindungi dari pengaruh hujan dan matahari langsung sampai kondisi kering udara.

Berdasarkan sifatnya, bahan pengawet kayu dibagi dalam 3 golongan, seperti tercantum dalam tabel berikut ini.

Golongan Bahan Pengawet Kayu

Golongan	Persyaratan	Kode	Sifat
Bahan pengawet yang larut dalam air	Tembaga-Chroom-Arsen	TCA	J,S,TI
	Tembaga-Chroom-Arsen	TCB	J,S,AI
	Flour-Chroom-Arsen	FCA	J,S,TI
	Flour-Chroom-Arsen	FCAP	J,S,AI
	Flour-Chroom	FC	J,S
	Bi Fluroid	BF	J,S
	Siloko Fluroid	SF	J,S
	Boor	B	J,S
Bahan pengawet yang larut dalam minyak	Penta Chloro Phenol	PCP	J,S,TI
	Naphtenat Tembaga	NT	J,S.TI
Bahan pengawet berupa minyak	Kreosot	KR	J,S,TI
	Karbolineum	KA	J,S,TI
	Chlomapthalin	CN	J,S,TI

Catatan:

• TI: tahan terhadap pelunturan
• AI: agak tahan terhadap pelunturan
• J: pencegahan terhadap jamur
• S: pencegahan terhadap serangga

Bahan pengawet kayu berupa minyak dan yang larut dalam minyak, dianjurkan hanya dipakai pada bagian yang tidak akan dicat serta tidak berhubungan langsung dengan manusia.

Cara pengawetan kayu dengan memasukkan zat/bahan pengawet ke dalam kayu, zat pengawet harus memenuhi syarat-syarat tertentu.

6 Syarat Zat/Bahan Pengawet Kayu

1. Mudah dimasukkan ke dalam kayu, tetap didalam kayu dan mempunyai daya ketahanan racun yang tinggi terhadap perusak kayu.
2. Beracun terhadap serangga, tetapi tidak berbahaya bagi manusia.
3. Permanen, tidak luntur dan tidak menguap karena panas.
4. Tidak bereaksi terhadap zat kayunya dan bahan lain yang dapat menyebabkan karat dan noda.
5. Tidak mudah terbakar.
6. Kayu yang diawetkan dengan bahan pengawet larut air, harus tetap dapat dicat, diwarnai atau divernis.

Bahan-bahan dari Kayu

1. Papan Serat (fibre board)

Papa serat adalah papan tiruan yang dibuat dari serat-serat kayu dengan perekat. Bahan perekat tersebut sering diberi fungsi lain, antara lain agar papan serat menjadi lebih kuat, lebih tahan api, lebih tahan lembab dan lain-lain. Terdapat dua macam papan serat, yaitu Hard Board dan Soft Board.

5 Bahan Baku Papan Serat

1. Serat kayu berdaun jarum
2. Serat bambu
3. Ampas/sepah tebu
4. Tangkai padi
5. Serabut kelapa

2. Kayu Lapis (plywood)

Kayu lapis adalah papan kayu yang terbuat dari beberapa lapis papan kayu tipis (tebal tiap lapis ± 3 mm) yang dilekatkan dengan arah serat saling bersilangan.

Untuk memperoleh lapisan kayu tipis tersebut, digunakan mesin pengupas kayu yang dapat memutar kayu pada sumbunya sehingga kayu terkelupas bersamaan dengan berputarnya kayu tersebut. Dengan cara demikian diperoleh papan tipis yang sangat lebar dan tidak terdapat kayu yang terbuang.

Perekat yang digunakan umumnya berupa perekat organik (resin) yang ditekan pada suhu panas.

Jenis kayu lapis adalah : triplek, multiplek, plywood.

3. Papan Partikel (particle board)

Papan partikel ialah papan kayu tiruan yang terbuat dari butir/potongan kayu kecil yang direkatkan dengan perekat organik dengan proses penekanan. Potongan atau butir kayu yang dipakai dapat dari kayu yang bermutu rendah atau sampah kayu (sisa bubutan, sisa gergajian, cabang/ranting pohon).

4. Papan Wol Kayu (wood wool board)

Juga merupakan papan buatan yang dibuat dari campuran wol kayu dan bahan ikat hidraulis. Papan wol kayu ini ringan, daya antar panas rendah, dan nilai akustik yang baik.

5. Papan Kayu Semen

Papan buatan ini terbuat dari campuran serpihan kayu dan semen portland. Papan buatan jenis ini umumnya dipakai sebagai dinding/sekat atau langit-langit.

Sekian, pembahasan untuk artikel mengenai Kayu. Silahkan baca juga artikel terkait lainnya di blog ruang sipil. Terima kasih.

Jangan lupa tinggalkan komentar dan bagikan artikel ini jika bermanfaat.

Berbagi :