Sifat Mekanik Kayu Ir. Slamet Prayitno, MT

commit to user 12 Setiap jenis kayu mempunyai berat jenis yang berbeda-beda, dikarenakan tempat tumbuh kayu yang tidak sama, umur, dan suhu udara. Berdasarkan berat jenisnya, jenis-jenis kayu digolongkan ke dalam kelas-kelas seperti dalam tabel 2.3 Tabel 2.3 Hubungan antara berat jenis kayu dengan kelas berat kayu Kelas Berat Kayu Berat Jenis Sangat berat Lebih besar dari 0,90 Berat 0,75 - 0,90 Agak berat 0,60 - 0,75 Ringan Lebih kecil dari 0,60 Sumber: Dumanauw 1993 4. Higroskopik Kayu mempunyai sifat higroskopik, yaitu dapat menyerap atau melepaskan air atau kelembaban. Suatu petunjuk, bahwa kelembaban kayu sangat dipengaruhi oleh kelembaban dan suhu udara disekitarnya. Yang termasuk dalam sifat higroskopik kayu adalah kadar lengas kayu dan kembang susut kayu Dumanauw, 1993. 5. Kekerasan kayu Pada umumnya terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dan berat jenis kayu. Kayu-kayu yang keras juga termasuk kayu-kayu yang berat. Sebaliknya kayu ringan adalah juga kayu yang lunak Dumanauw, 1993.

b. Sifat Mekanik Kayu

Sifat-sifat mekanik kayu atau kekuatan kayu adalah kemampuan kayu untuk menahan muatan dari luar. Yang dimaksud dengan muatan dari luar ialah gaya- gaya diluar benda yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya benda. Untuk lebih jelasnya sifat-sifat mekanik dari kayu dan betapa pentingnya sifat mekanik kayu tersebut, dapat dilihat pada Tabel 2.4 commit to user 13 Tabel 2.4 Sifat-sifat mekanik kayu yang penting Sifat-sifat Bagaimana atau dimana sifat ini penting A. Sifat Kekuatan Kekuatan lentur Kekuatan tekan sejajar serat Kekuatan tekan tegak lurus serat Kekuatan tarik sejajar serat Kekuatan geser sejajar serat B. Sifat Elastik Modulus elastisitas Menentukan beban yang dapat dipikul suatu gelagar Menentukan beban yang dapat dipikul suatu tiang atau pancang yang pendek Penting dalam rancangan sambungan- sambungan antara suku-suku kayu dalam suatu bangunan dan pada penyangga gelagar Penting untuk suku bawah busur pada penopang kayu dan dalam rancangan sambungan antara suku-suku bangunan Sering menentukan kapasitas beban yang dapat dipikul oleh gelagar pendek Ukuran ketahanan terhadap pembengkokan, yaitu berhubungan langsung dengan kekakuan gelagar juga suatu faktor untuk kekuatan atau tiang panjang Sumber: US. Forest Products Laboratory 1974 Menurut Suwarno Wiryomartono 1976, kayu bersifat anisotrop maka sifat mekaniknya ke berbagai arah serat berbeda, antara lain disebutkan: 1. Kayu lebih kuat mendukung gaya tarik sejajar serat daripada tarik menurut arah tegak lurus serat F t F t . 2. Kayu lebih kuat mendukung gaya desak sejajar serat daripada desak menurut arah tegak lurus serat F c F c . 3. Kayu lebih kuat mendukung gaya tarik sejajar serat daripada gaya desak pada arah sejajar serat F t F c . 4. Kayu lebih kuat mendukung gaya geser tegak lurus arah serat daripada geser searah arah serat F v F v . 5. Kayu mempunyai dukungan lentur yang lebih besar daripada dukungan desak. commit to user 14 Adapun sifat-sifat mekanik yang ditinjau dalam penelitian ini, yaitu: a Kuat Lentur Kuat lentur adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban-beban mati maupun hidup selain beban pukulan yang harus dipikul oleh kayu tersebut Dumanauw, 1990. Untuk mencari besarnya kuat lentur perlu diperhatikan momen yang terjadi pada pembebanan. Gambar 2.3 berikut ini menggambarkan bidang geser dan bidang momem yang terjadi akibat bekerjanya beban pada balok kayu. 1 2 P 1 2 P a= 1 3 L M m ax a= 1 3 L a= 1 3 L Ls SFD BMD q Gambar 2.3 Kondisi pembebanan beserta diagram bidang geser dan momen Dari gambar 2.3 dapat dilihat bahwa momen mencapai maksimum pada tengah bentang, keat lentur yang dicari adalah kuat lentur yang terjadi pada momen maksimum, sehingga persamaan yang digunakan adalah persamaan 2.10 Kuat lentur F b = I a P qL y I y M s ÷ ø ö ç è æ + = 2 8 1 . 2 Nmm 2 2.10 Dengan : P = beban maksimum N M = momen maksimum N.mm Ls = jarak tumpuan mm I = momen inersia penampangmm 4 q = berat sendiri Nmm y = ordinat titik berat mm a = jarak 13 L s commit to user 15 b Modulus Elastisitas Modulus elastisitas merupakan sifat elastik kayu yang penting sebagai ukuran ketahanan kayu terhadap perpanjangan apabila kayu mengalami tarikan, atau pemendekan apabila kayu mengalami tekanan selama pembebanan berlangsung dengan kecepatan pembebanan konstan. Dalam hal ini yang menjadi tolak ukur adalah besaran modulus elastisitas. Menurut Felix Yap 1964 pada pembebanan tekan biasanya kayu bersifat elastis sampai batas proposional. Terhadap tarikan, sifat-sifat elastisitas untuk kayu tergantung dari keadaan lengas. Kayu yang berkadar lengas rendah memperlihatkan batas elastisitas yang agak rendah sedangkan kayu yang berkadar lengas tinggi terdapat perubahan bentuk yang permanen pada pembebanan. Berdasarkan penelitian kekuatan tarik kayu lebih tinggi daripada kekuatan tekan yaitu 2 – 3 kali lebih besar. Gambar 2.4 berikut ini menggambarkan perubahan bentuk kayu atau defleksi yang terjadi akibat bekerjanya beban pada balok kayu. 1 2 P 1 2 P a= 1 3 L a= 1 3 L a= 1 3 L Ls q Gambar 2.4 Kondisi pembebanan dan defleksi yang terjadi Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa defleksi maksimum terjadi ditengah bentang, dan untuk mencari modulus elastisitas berdasarkan defleksi maksimum dapat dihitung dengan persamaan 2.11 commit to user 16 Modulus Elastisitas E = d d . . 384 5 4 3 . . 24 2 4 2 2 I qL a L I a P s s + - ÷ ø ö ç è æ Nmm 2 2.11 dengan : P = beban maksimum N I = momen inersia mm 4 Ls = jarak tumpuan mm d = defleksi balok mm q = berat sendiri Nmm a = jarak 13 L Perhitungan modulus elastisitas juga dapat dilakukan dengan menggunakan rumus estimasi. Perhitungan modulus elastisitas lentur E w dapat menggunakan persamaan 2.12 – 2.15 E w = 16500G 0.7 Mpa. 2.12 dimana: G = berat jenis pada kadar air 15 = . 133 , 1 b b G G - 2.13 G b = berat jenis dasar = . 256 , 1 m m G a G + 2.14 a = 30 30 m - 2.15

c. Sifat Kimia Kayu