Pengawetan Kayu
KARYA TULIS
PENGAWETAN KAYU
Oleh : ARIF NURYAWAN, S.Hut, M.Si
NIP. 132 303 839
DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
November 2008
Arif Nuryawan : Pengawetan Kayu, 2008 USU e-Repository © 2008
PENDAHULUAN
Perlakuan pengawetan adalah memasukkan bahan kimia yang cocok ke dalam kayu untuk melindunginya dari agen-agen perusak kayu seperti jamur, serangga, binatang laut, dan api.
Pengawetan kayu dapat diaplikasikan pada produk kayu bulat, yang terdiri atas poles (batang tongkat), pilling (pancang), masts (tiang), posts (tiang), dan mine timber (tiang pertambangan)
Produk kayu tersebut semuanya berbentuk silinder, berbentuk batang pohon, dan dihasilkan dengan menebang pohon dengan menghilangkan bagian atasnya dan dibersihkan dari cabang & ranting, serta telah dikuliti.
Beberapa perlakuan (seperti pengawetan) diperlukan untuk produk kayu bulat ini karena penggunaannya yang hampir selalu kontak dengan tanah, terekspos langsung dengan cuaca, dan organisme perusak kayu.
Adapun penjelasan mengenai produk kayu bulat tersebut adalah sebagai berikut :
Perbedaan Arti Penjelasan
Ukuran Kriteria
poles tiang
pilling pancang
dibuat untuk kemudahan pemasangan (bagian bawah tidak terkubur dalam tanah)
dibagi beberapa kelas, panjang bervariasi hingga >30 m #harus lurus
dibuat untuk pondasi struktur bangunan di atas tanah, dalam air, atau laut (jadi bagian bawah terkubur dalam tanah) dibuat disesuaika n beban yang akan ditopang
harus
masts
posts
mine timber
tiang
dibuat untuk kemudahan pemasangan (bagian bawah tidak terkubur dalam tanah)
tiang
digunakan untuk pagar dan pelindung jalan/ rel
tiang pertambang an digunakan untuk keperluan pertambang an
dibagi beberapa kelas
dibagi beberapa kelas
disesuaikan dengan kebutuhan
#harus lurus memiliki memiliki
2
Kriteria tambahan
(disesuaikan dimensi), #sehat (tanpa busuk & lubang serangga), #sedikit mata kayu & serat berombak #taper kecil
lebih disukai : # sedang # perlakuan pengawetan mudah # keawetan alami ada
memiliki keawetan alami yang sangat tinggi
Jika tidak memiliki keawetan alami yang sangat tinggi harus dapat diberi perlakuan pengaweta n spesial
(disesuaikan dimensi), #sehat (tanpa busuk & lubang serangga), #sedikit mata kayu & serat berombak #taper kecil lebih disukai # sedang # perlakuan pengawetan mudah # keawetan alami ada
keawetan alami yang tinggi
jika tidak memiliki keawetan alami tinggi harus dapat diberi perlakuan pengaweta n sederhana
keawetan alami yang tinggi dan kekuatan yang tinggi pula
kayu yang digunakan harus dapat memberika n deteksi dini (misal suara retak) tetapi tidak langsung rusak jika terjadi runtuh di pertambang an
Poles dan piles biasanya dikeringkan dan diawetkan hubungannya dengan penggunaan. Poles untuk penggunaan aplikasi konstruksi dengan arah seperti pohon biasa, bagian pangkal di bawah, sedangkan piles digunakan untuk pondasi dasar dan aplikasi bangunan di laut dengan bagian pangkal di atas, merupakan kebalikan dari poles. Sehubungan dengan hal ini penilaian sifat-sifat antara poles dan piles dengan menggunakan NDE (Non Destructive Evaluation) menggunakan pendekatan yang berbeda (Bodig, 2001)
3
PENGAWETAN Syarat bahan kimia yang cocok untuk pengawetan kayu : # beracun bagi organisme perusak kayu # mempertahankan kayu tidak mudah terbakar dan tidak berbau # mudah masuk ke dalam kayu # tidak mudah tercuci atau menguap # tidak beracun pada manusia maupun binatang # tidak terurai, mengubah warna kayu, atau mengoksidasi logam # tidak mahal # merupakan bahan kimia yang stabil (tidak bereaksi dalam waktu yang lama) Tiga katagori pengawet kayu : larut air termasuk fire retardant (bahan penghambat api), berupa minyak, dan pelarut organik (larut minyak) Penjelasannya sebagai berikut :
Jenis Pengawet Kayu larut air
berupa minyak
pelarut organik (larut minyak)
fire retardant (penghambat api)
Penjelasan
# terdiri atas larutan garam dan bahan kimia inorganik seperti tembaga, krom, arsen, fluor, dan merkuri # bisa berupa bubuk atau cairan # kerugian : -harus dikeringkan setelah diberi perlakuan -penggunaan mekanis tidak disarankan -tercuci jika kondisi lembab / di luar ruang # efektif untuk pengawet bantalan kereta api, tiang, dan pancang # kerugian : -sulit untuk dicat -mudah terbakar -berbau yang membahayakan kesehatan # keuntungan : -bahan kimia pengawet stabil -kelarutan rendah dalam air (tidak tercuci) -tidak mudah menguap -sangat beracun untuk jamur dan serangga -kayu tetap bersih, dapat dicat dan dilem #tidak beracun, dipakai untuk mengurangi sifat keterbakaran kayu dengan cara : -membuat halangan -mengeluarkan gas anti bakar #cara penggunaannya dengan pelapisan atau impregnasi
Contoh
CCA, ACA, CCB, CCP, FCAP atau FCA, CCP
Nama dagang : Celcure, Tanalith, Boliden, Chemonite, Wolmanit, basilit Creosot
Pentachlorophenol
Nama dagang : Xylamon, Lindane, rentokil, Dieldrin
Nama dagang : Minalith, Pyresote, Non-Com
4
PENYIAPAN KAYU Penyiapan kayu meliputi pengetahuan akan kadar air kayu (hendaknya maksimum 20-25% atau di bawah titik jenuh serat), sifat permesinan (kemudahan untuk dibuat lubang/ dibor untuk dimasuki bahan pengawet), dan apakah kayu telah dikuliti atau belum (untuk penentuan metode pengawetan apa yang cocok, misal pengawetan dengan tekanan hidrostatik berarti pohon tidak perlu dikuliti).
METODE PENGAWETAN
Ada 2 metode pengawetan, yaitu tanpa tekanan dan dengan tekanan
Metode pengawetan tanpa tekanan :
Metode pengawetan tanpa tekanan 1. Laburan
Penjelasan # dengan alat bantu sikat atau kuas
# mudah dan ekonomis tetapi harus dilaksanakan berulang
# bahan pengawet hanya ada di permukaan kayu (penetrasi dangkal)
2. Semprot
# dengan alat bantu semprotan atau sejenis pompa
# lebih cepat dibanding melabur
# efektivitas rendah, bahan pengawet banyak terbuang (terdispersi)
# mengganggu kesehatan (pernafasan) bagi pelaku penyemprotan
3. Rendaman # direndam dalam jangka waktu tertentu (detik,menit, hari, minggu)
# derajat keefektifannya dipengaruhi jenis bahan pengawet, karakter
kayu (struktur, karakter kayu (struktur, kerapatan, kadar air, proporsi
kayu teras, kekasaran permukaan), dan lamanya perendaman
# dapat direndam sebagian atau direndam total
4. Rendaman # dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :
panas dan
-digunakan 2 tangki, yang berisi pengawet panas dan yang lain
dingin
pengawet dingin. Kayu yang diawetkan direndam bergantian
-digunakan tangki kosong yang diisi pengawet panas untuk
kemudian diganti pengawet dingin
-tangki & bahan pengawet dipanaskan dan dibiarkan menjadi dingin
5. Difusi
# diaplikasikan pada kayu segar
6. Injeksi
# bisa diterapkan pada kayu bantalan kereta api atau tiang
# menggunakan alat bantu jarum
5
Metode pengawetan dengan tekanan :
Metode
Penjelasan
pengawetan
dengan tekanan
1. Hidrostatis # dikenal sebagai proses “Boucherie”/ metode “sap displacement”
# kayu yang diawetkan pohon segar (baru ditebang) dengan kulit
# prinsip difusi yang dimodifikasi dengan tekanan hidrostatis
2. Silinder
# alat utama silinder tertutup, Ø 3 m, panjang 60 m, tekanan 8 atm
tertutup
# alat bantu lainnya tangki pengukur dan penyimpan, pompa vakum,
penghasil uap, mesin serut, trem pengangkut, dan alat ukur
# bahan pengawet dimasukkan dengan full cell atau empty cell, yaitu
-full cell vakum-masukan bahan pengawet-tekan-lepas-vakum
-empty cell “Proses Rueping” dan “Proses Lowry” beda pada
tekanan awal
KRITERIA EFEKTIVITAS Kriteria efektivitas pengawetan adalah : # penetrasi : kedalaman bahan pengawet masuk ke dalam kayu (cm) # retensi : banyaknya bahan pengawet yang masuk ke dalam kayu (kg/m3)
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERLAKUAN PENGAWETAN
George Tsoumis (1991) 1. Metode pengawetan 2. Tipe bahan pengawet 3. Karakteristik kayu (struktur anatomi
kayu, kayu teras dan gubal, kerapatan, jenis, dan serat/ arah impregnasi)
Hunt and Garrat (1968) 1. Anatomi (merupakan faktor dominan, di
dalamnya dibicarakan struktur kayu gubal dan kayu teras) 2. Arah masuknya bahan pengawet (longitudinal ≠ tangensial ≠ radial) 3. Persiapan kayu sebelum diawetkan (kadar air, dengan atau tanpa kulit, dsb) 4. Bentuk dan ukuran kayu (semakin kecil dimensi luas permukaan semakin besar) 5. Garis rekat 6. Metode pengawetan yang digunakan 7. Jenis bahan pengawet 8. Tipe bahan pengawet (larut air, larut minyak, atau berupa minyak) 9. Viskositas (kekentalan/ konsentrasi bahan pengawet dan suhu)
6
AKIBAT TERHADAP SIFAT DAN KEGUNAAN KAYU Pengecatan akan bermasalah pada kayu yang diawetkan dengan creosot Sifat mudah terbakar menjadi problem pada kayu yang diawetkan dengan creosot Pengawetan dengan bahan pengawet larut air konsentrasi tinggi mengurangi kekuatan kayu Bau akan mengganggu pada kayu yang diawetkan dengan creosot, khususnya pada penggunaan in-door Ketahanan listrik berkurang pada kayu yang diawetkan dengan bahan pengawet larut air Perekatan akan lebih mudah pada kayu yang diawetkan dengan bahan pengawet larut air dibandingkan bahan pengawet berupa minyak atau larut minyak Berat akan bertambah seiring dengan meningkatnya kadar air setelah proses pengawetan Oksidasi merupakan masalah jika kadar air tetap tinggi setelah pengawetan dengan bahan pengawet larut air
AKIBAT LAINNYA Bahan pengawet merupakan bahan kimia beracun, oleh karena itu bisa mengakibatkan iritasi, gangguan pernafasan, atau polusi lingkungan.
7
DAFTAR PUSTAKA Bodig, J. 2001. The Process of NDE Research for Wood and Wood Composites.
NDT.net Vol. 6 No.03. Maret. Hunt, G. M and G.A. Garrat. 1968. Wood Preservation. McGraw Hill. New York. Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood Structure, Properties, Utilization.
Van Nostrand Reinhold New York Zapata, J. 2003. Bolivian woods could find a niche in the German parquet market.
Dalam Tropical Forest Update Vol.13 No.4. hal 20-22.
8
PENGAWETAN KAYU
Oleh : ARIF NURYAWAN, S.Hut, M.Si
NIP. 132 303 839
DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
November 2008
Arif Nuryawan : Pengawetan Kayu, 2008 USU e-Repository © 2008
PENDAHULUAN
Perlakuan pengawetan adalah memasukkan bahan kimia yang cocok ke dalam kayu untuk melindunginya dari agen-agen perusak kayu seperti jamur, serangga, binatang laut, dan api.
Pengawetan kayu dapat diaplikasikan pada produk kayu bulat, yang terdiri atas poles (batang tongkat), pilling (pancang), masts (tiang), posts (tiang), dan mine timber (tiang pertambangan)
Produk kayu tersebut semuanya berbentuk silinder, berbentuk batang pohon, dan dihasilkan dengan menebang pohon dengan menghilangkan bagian atasnya dan dibersihkan dari cabang & ranting, serta telah dikuliti.
Beberapa perlakuan (seperti pengawetan) diperlukan untuk produk kayu bulat ini karena penggunaannya yang hampir selalu kontak dengan tanah, terekspos langsung dengan cuaca, dan organisme perusak kayu.
Adapun penjelasan mengenai produk kayu bulat tersebut adalah sebagai berikut :
Perbedaan Arti Penjelasan
Ukuran Kriteria
poles tiang
pilling pancang
dibuat untuk kemudahan pemasangan (bagian bawah tidak terkubur dalam tanah)
dibagi beberapa kelas, panjang bervariasi hingga >30 m #harus lurus
dibuat untuk pondasi struktur bangunan di atas tanah, dalam air, atau laut (jadi bagian bawah terkubur dalam tanah) dibuat disesuaika n beban yang akan ditopang
harus
masts
posts
mine timber
tiang
dibuat untuk kemudahan pemasangan (bagian bawah tidak terkubur dalam tanah)
tiang
digunakan untuk pagar dan pelindung jalan/ rel
tiang pertambang an digunakan untuk keperluan pertambang an
dibagi beberapa kelas
dibagi beberapa kelas
disesuaikan dengan kebutuhan
#harus lurus memiliki memiliki
2
Kriteria tambahan
(disesuaikan dimensi), #sehat (tanpa busuk & lubang serangga), #sedikit mata kayu & serat berombak #taper kecil
lebih disukai : # sedang # perlakuan pengawetan mudah # keawetan alami ada
memiliki keawetan alami yang sangat tinggi
Jika tidak memiliki keawetan alami yang sangat tinggi harus dapat diberi perlakuan pengaweta n spesial
(disesuaikan dimensi), #sehat (tanpa busuk & lubang serangga), #sedikit mata kayu & serat berombak #taper kecil lebih disukai # sedang # perlakuan pengawetan mudah # keawetan alami ada
keawetan alami yang tinggi
jika tidak memiliki keawetan alami tinggi harus dapat diberi perlakuan pengaweta n sederhana
keawetan alami yang tinggi dan kekuatan yang tinggi pula
kayu yang digunakan harus dapat memberika n deteksi dini (misal suara retak) tetapi tidak langsung rusak jika terjadi runtuh di pertambang an
Poles dan piles biasanya dikeringkan dan diawetkan hubungannya dengan penggunaan. Poles untuk penggunaan aplikasi konstruksi dengan arah seperti pohon biasa, bagian pangkal di bawah, sedangkan piles digunakan untuk pondasi dasar dan aplikasi bangunan di laut dengan bagian pangkal di atas, merupakan kebalikan dari poles. Sehubungan dengan hal ini penilaian sifat-sifat antara poles dan piles dengan menggunakan NDE (Non Destructive Evaluation) menggunakan pendekatan yang berbeda (Bodig, 2001)
3
PENGAWETAN Syarat bahan kimia yang cocok untuk pengawetan kayu : # beracun bagi organisme perusak kayu # mempertahankan kayu tidak mudah terbakar dan tidak berbau # mudah masuk ke dalam kayu # tidak mudah tercuci atau menguap # tidak beracun pada manusia maupun binatang # tidak terurai, mengubah warna kayu, atau mengoksidasi logam # tidak mahal # merupakan bahan kimia yang stabil (tidak bereaksi dalam waktu yang lama) Tiga katagori pengawet kayu : larut air termasuk fire retardant (bahan penghambat api), berupa minyak, dan pelarut organik (larut minyak) Penjelasannya sebagai berikut :
Jenis Pengawet Kayu larut air
berupa minyak
pelarut organik (larut minyak)
fire retardant (penghambat api)
Penjelasan
# terdiri atas larutan garam dan bahan kimia inorganik seperti tembaga, krom, arsen, fluor, dan merkuri # bisa berupa bubuk atau cairan # kerugian : -harus dikeringkan setelah diberi perlakuan -penggunaan mekanis tidak disarankan -tercuci jika kondisi lembab / di luar ruang # efektif untuk pengawet bantalan kereta api, tiang, dan pancang # kerugian : -sulit untuk dicat -mudah terbakar -berbau yang membahayakan kesehatan # keuntungan : -bahan kimia pengawet stabil -kelarutan rendah dalam air (tidak tercuci) -tidak mudah menguap -sangat beracun untuk jamur dan serangga -kayu tetap bersih, dapat dicat dan dilem #tidak beracun, dipakai untuk mengurangi sifat keterbakaran kayu dengan cara : -membuat halangan -mengeluarkan gas anti bakar #cara penggunaannya dengan pelapisan atau impregnasi
Contoh
CCA, ACA, CCB, CCP, FCAP atau FCA, CCP
Nama dagang : Celcure, Tanalith, Boliden, Chemonite, Wolmanit, basilit Creosot
Pentachlorophenol
Nama dagang : Xylamon, Lindane, rentokil, Dieldrin
Nama dagang : Minalith, Pyresote, Non-Com
4
PENYIAPAN KAYU Penyiapan kayu meliputi pengetahuan akan kadar air kayu (hendaknya maksimum 20-25% atau di bawah titik jenuh serat), sifat permesinan (kemudahan untuk dibuat lubang/ dibor untuk dimasuki bahan pengawet), dan apakah kayu telah dikuliti atau belum (untuk penentuan metode pengawetan apa yang cocok, misal pengawetan dengan tekanan hidrostatik berarti pohon tidak perlu dikuliti).
METODE PENGAWETAN
Ada 2 metode pengawetan, yaitu tanpa tekanan dan dengan tekanan
Metode pengawetan tanpa tekanan :
Metode pengawetan tanpa tekanan 1. Laburan
Penjelasan # dengan alat bantu sikat atau kuas
# mudah dan ekonomis tetapi harus dilaksanakan berulang
# bahan pengawet hanya ada di permukaan kayu (penetrasi dangkal)
2. Semprot
# dengan alat bantu semprotan atau sejenis pompa
# lebih cepat dibanding melabur
# efektivitas rendah, bahan pengawet banyak terbuang (terdispersi)
# mengganggu kesehatan (pernafasan) bagi pelaku penyemprotan
3. Rendaman # direndam dalam jangka waktu tertentu (detik,menit, hari, minggu)
# derajat keefektifannya dipengaruhi jenis bahan pengawet, karakter
kayu (struktur, karakter kayu (struktur, kerapatan, kadar air, proporsi
kayu teras, kekasaran permukaan), dan lamanya perendaman
# dapat direndam sebagian atau direndam total
4. Rendaman # dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :
panas dan
-digunakan 2 tangki, yang berisi pengawet panas dan yang lain
dingin
pengawet dingin. Kayu yang diawetkan direndam bergantian
-digunakan tangki kosong yang diisi pengawet panas untuk
kemudian diganti pengawet dingin
-tangki & bahan pengawet dipanaskan dan dibiarkan menjadi dingin
5. Difusi
# diaplikasikan pada kayu segar
6. Injeksi
# bisa diterapkan pada kayu bantalan kereta api atau tiang
# menggunakan alat bantu jarum
5
Metode pengawetan dengan tekanan :
Metode
Penjelasan
pengawetan
dengan tekanan
1. Hidrostatis # dikenal sebagai proses “Boucherie”/ metode “sap displacement”
# kayu yang diawetkan pohon segar (baru ditebang) dengan kulit
# prinsip difusi yang dimodifikasi dengan tekanan hidrostatis
2. Silinder
# alat utama silinder tertutup, Ø 3 m, panjang 60 m, tekanan 8 atm
tertutup
# alat bantu lainnya tangki pengukur dan penyimpan, pompa vakum,
penghasil uap, mesin serut, trem pengangkut, dan alat ukur
# bahan pengawet dimasukkan dengan full cell atau empty cell, yaitu
-full cell vakum-masukan bahan pengawet-tekan-lepas-vakum
-empty cell “Proses Rueping” dan “Proses Lowry” beda pada
tekanan awal
KRITERIA EFEKTIVITAS Kriteria efektivitas pengawetan adalah : # penetrasi : kedalaman bahan pengawet masuk ke dalam kayu (cm) # retensi : banyaknya bahan pengawet yang masuk ke dalam kayu (kg/m3)
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERLAKUAN PENGAWETAN
George Tsoumis (1991) 1. Metode pengawetan 2. Tipe bahan pengawet 3. Karakteristik kayu (struktur anatomi
kayu, kayu teras dan gubal, kerapatan, jenis, dan serat/ arah impregnasi)
Hunt and Garrat (1968) 1. Anatomi (merupakan faktor dominan, di
dalamnya dibicarakan struktur kayu gubal dan kayu teras) 2. Arah masuknya bahan pengawet (longitudinal ≠ tangensial ≠ radial) 3. Persiapan kayu sebelum diawetkan (kadar air, dengan atau tanpa kulit, dsb) 4. Bentuk dan ukuran kayu (semakin kecil dimensi luas permukaan semakin besar) 5. Garis rekat 6. Metode pengawetan yang digunakan 7. Jenis bahan pengawet 8. Tipe bahan pengawet (larut air, larut minyak, atau berupa minyak) 9. Viskositas (kekentalan/ konsentrasi bahan pengawet dan suhu)
6
AKIBAT TERHADAP SIFAT DAN KEGUNAAN KAYU Pengecatan akan bermasalah pada kayu yang diawetkan dengan creosot Sifat mudah terbakar menjadi problem pada kayu yang diawetkan dengan creosot Pengawetan dengan bahan pengawet larut air konsentrasi tinggi mengurangi kekuatan kayu Bau akan mengganggu pada kayu yang diawetkan dengan creosot, khususnya pada penggunaan in-door Ketahanan listrik berkurang pada kayu yang diawetkan dengan bahan pengawet larut air Perekatan akan lebih mudah pada kayu yang diawetkan dengan bahan pengawet larut air dibandingkan bahan pengawet berupa minyak atau larut minyak Berat akan bertambah seiring dengan meningkatnya kadar air setelah proses pengawetan Oksidasi merupakan masalah jika kadar air tetap tinggi setelah pengawetan dengan bahan pengawet larut air
AKIBAT LAINNYA Bahan pengawet merupakan bahan kimia beracun, oleh karena itu bisa mengakibatkan iritasi, gangguan pernafasan, atau polusi lingkungan.
7
DAFTAR PUSTAKA Bodig, J. 2001. The Process of NDE Research for Wood and Wood Composites.
NDT.net Vol. 6 No.03. Maret. Hunt, G. M and G.A. Garrat. 1968. Wood Preservation. McGraw Hill. New York. Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood Structure, Properties, Utilization.
Van Nostrand Reinhold New York Zapata, J. 2003. Bolivian woods could find a niche in the German parquet market.
Dalam Tropical Forest Update Vol.13 No.4. hal 20-22.
8