CATATAN MATERIAL KAYU

MATERIAL KAYU
Kegiatan penyediaan perumahan terus meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah
penduduk. Penyediaan perumahan dengan memanfaatkan material okal sebagai bahan utama
struktur dapat mengurangi biaya konstruksi dan membuka lapangan pekerjaan. Upaya upaya
untuk pemanfaatan material-material local sebagai bahan struktur di Negara kita perlu terus
dikembangkan mengingat bangsa kita memiliki potensi sumber daya alam yang beranekaragam.
Kayu adalah salah satu bahan material struktur sudah lama dikenal oleh masyarakat kita. Kayu
sebagai hasil utama hutan akan tetap terjaga keberadaanya selama hutan dikelola secara lestari
dan berkesinambungan. Bila dibandingkan dengan material struktur lain, material kayu memiliki
berat jenis yang ringan dan proses pengerjaannya dpat dilakukan dengan peralatan yang
sederhana dan ringan. Sebagai bahan dari alam, kayu dapat terurai secara sempurna sehingga
tidak ada istilah limbah pada konstruksi kayu (environmental friendly).
Pada masa lalu, perancangan konstruksi kayu dilakukan berdasarkan intuitif dan coba-coba
sehingga pemanfaatan kayu menjadi kurang optimal. Akan tetapi pada saat ini dimana teknikteknik analisis dan perencanaan sudah semakin berkembang, maka perencanaan konstruksi kayu
dapat dilakukan secara rasional dan mengikuti kaidah-kaidah atau ketentuan-ketentuan yang
berlaku.
Sebelum menguraikan detail perencanaan konstruksi kayu, pengetahuan tentang sifat-sifat fisik
dan perilaku kayu dalam mendukung beban perlu dipahami terlebih dahulu. Secara singkat, topic
ini dibahas pada bahasan berikuti ini. Sedangkan bahasan lengkap dapat ditemukan pada banyak
buku maupun hand book kayu.
I.

Klasifikasi dan penanaman kayu

Berdasarkan klasifikasi taksonomi, tumbuhan terbagi ke dalam empat divisi, yaitu: thallophyta,
pteridophyta, bryophyte, dan spermathophyte. Divisi spermathophyta dibagi lagi atas dua subdivisi, yaitu: gymnospermae dan angiospermae yang artinya berturut-turut adalah “tumbuhan
berbiji telanjang” dan “tumbuhan berbiji tertutup”. Kelompok kayu berdaun jarum berasal dari
pohon yang tergolong sub-divisi gymnospermae. Ciri-ciri pohon sub-divisi gymnospermae
mempunyai tajuk berbentuk kerucut serta daunnya berbentuk seperti daun atau setidak-tidaknya

meruncing. Sub-divisi angiospermae dibagi lagi atas dua kelas monocotyledonae dan
dicotyledonae. Kelompok kayu berdaun lebar berasal dari pohon-pohon yang tergolong kelas
dicotyledonae. Hampir semua kayu di Indonesia termasuk kelas dycotyledonae, kecuali kayu
glugu dan nyiur yang termasuk kelas monocotyledonae.
Satu jenis kayu memiliki dua buah nama yaitu nama perdagangan dan nama ilmiah. Nama
perdagangan merupakan nama kayu yang biasa dikenal masyarakat umum seperti: jati, bangkirai,
mahoni, giam, tusam, dll. Sedangkan nama ilmiah suatu jenis kayu terdiri atas dua kata. Kata
yang pertama menunjukkan nama marga (genus), sedangkan kata yang kedua menunjukkan
spesies kayu tersebut. Umumnya nama ilmiah yang lengkap disertai nam orang yang pertama
kali memberikan nama yang tepat untuk jenis kayu yang bersangkutan.
Contoh: Pinus merkusii Jungh et de Vr.

Pinus = nama marga, merkusii = nama spesies, Jungh et de Vr adalah nama orang yang
member nama merkusii.
(nama perdagangan : tusam)
Kadangkala nama orang yang memberikan nama ilmiah tidak ditulis secara lengkap, melainkan
dengan cara singkat, misalnya : Santalum album L. (nama kayu perdagangan : cendana). Untuk
beberapa pohon kayu yang mempunyai cirri dan sifat yang hampir sama, seringkali nama ilmiah
yang dipakai hanyalah kata pertamanya (nama marga) daja ditambah spp atau spec. div.
misalnya: alstonia spp atau alstonia spec.div. (nama perdagangan: pulai)
II.

Anatomi kayu

Senyawa utama penyusun sel kayu adalah selulosa, hamiselulosa, dan lignin dengan komposisi
kira-kira 50% selulosa, 25% hemiselulosa, dan 25% lignin (Desch dkk, 1981). Sel-sel kayu ini
kemudian secara berkelompok membentuk pembuluh, parenkim, dan serat. Pembuluh memiliki
bentuk seperti pipa yang berfungsi untuk saluran air dan zat hara. Parenkim memiliki bentuk
kotak, berdinding tipis dan berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara hasil fotosintesis.
Serat memiliki bentuk panjang langsing dan berdinding tebal serta berfungsi sebagai penguat
pohon.

Kelompok sel kayu bergabung membentuk bagian atau anatomi pohon seperti pada gambar 1.1.
bagian luar kayu yang disebut kulit (bark), merupakan lapisan yang padat dan cukup kasar. Pada
bagian sebelah dalam kulit terdapat lapisan tipis yang disebut lapisan cambium, lapisan ini
merupakan tempat pertumbuhan sel-sel kayu. Di sebelah dalam lapisan cambium terdapat bagian
kayu lunak yang berwarna keputih-putihan disebut kayu gubal (sapwood), bagian ini berfungsi
sebagai penghantar zat-zat makanan dari akar menuju daun dan dapat pula berfungsi sebagai
tempat menyimpan bahan makanan. Karena itu jika dipakai sebagai bahan konstruksi, kayu ini
akan cepat lapuk. Tebalnya lapisan kayu gubal ini lebih kurang 2 cm sampai10 cm dan relative
tetap demikian sepanjang hidup pohon (Mandang dkk, 1997).

GAMBAR

Ketika pohon mulai dewasa (tua), sebagian kayu di dalam batang mati berangsur-angsur
sehingga tidak dapat berfungsi sebagai saluran air atau zat hara dan tidak dapat berfungsi pula
sebagai tempat penyimpanan hasil fotosintesis. Warna kayu berubah menjadi lebih tua karena
pengendapan zat-zat ekstraktif. Lapisan kayu ini dikenal dengan nama teras (heartwood) dengan
fungsi sebagai penguat pohon. Karena pada kayu teras akan menjadi lebih awet.
Pertumbuhan sel-sel kayu ini disertai dengan munculnya struktur seperti cincin tahunan (annual
ring). Pohon kayu yang mengalami pertumbuhan cepat akan memiliki cincin tahunan yang lebih
lebar bila dibanding dengan pohon kayu yang memiliki pertumbuhan lambat. Pada bagian tengah

batang disebut inti (pith) yang dikelilingi oleh sejumlah cincin tahunan yang memperkirakan
umur dari pohon kayu.
Kayu adalah bahan alam yang tidak homogen. Sifat tidak homogen ini disebabkan oleh pola
pertumbuhan batang dan kondisi lingkungan pertumbuhan yang sering tidak sama. Sifat-sifat
fisis dan sifat-sifat mekanis kayu berbeda pada arah longitudinal, radial, dan tangensial.
Kekuatan kayu pada arah longitudinal lebih besar bila dibanding dengan arah radial ataupun

tangensial, dan angka kembang susut pada arah longitudinal lebih kecil dari pada arah radial
maupun arah tangensial.

GAMBAR

III.
Sifat-sifat fisis kayu
1. Kandungan Air
Kayu merupakan material higroskopis, artinya kayu memiliki kaitan yang sangat erat dengan air
baik berupa cairan ataupun uap. Kemampuan menyerap dan melepaskan air sangat tergantung
dari kondisi lingkungan seperti temperature dan kelembaban udara. Kandungan air yang terdapat
pada sebuah pohon kayu sangat bervariasi tergantung pada spesiesnya. Dalam satu spesies yang
sama terjadi pula perbedaan kandungan air yang disebabkan oleh umur, ukuran pohon dan lokasi

penanamannya. Pada bagian batang sebuah kayu, terjadi perbedaan kandungan air, kandungan air
pada kayu gubal lebih banyak dari pada kayu teras
Air yang terdapat pada batang kayu tersimpan dalam dua bentuk yaitu: air bebas (free water)
yang terletak diantara sel-sel kayu, air ikat (bound water) yang terletak pada dinding sel. Selama
air bebas masih ada, maka dinding-dinding sel kayu akan tetap jenuh. Air bebas merupakan air
yang pertama yang akan berkurang seiring dengan proses pengeringan, pengeringan selanjutnya
akan dapat mengurangi air ikat pada dinding sel. Ketika batang kayu mulai di olah (ditebang dan
dibentuk), kandungan air mulai bergerak keluar. Suatu kondisi dimana air bebas yang terletak
diantara sel-sel dsudah habis sedangkan air ikat pada dinding sel masih jenuh dinamakan titik
jenuh serat (fibre saturation point). Kandungan air pada saat titik jenuh serat berkisar antara 25%
sampai 30%.
Pengeringan selanjutnya (dibawah titik jenuh serat) akan mengurangi kandungan air ikat pada
dinding sel, menyebabkan terjadinya perubahan dimensi tampang melintang batang kayu,
perubahan sifat-sifat mekanis, dan ketahanan lapuk. Kandungan air pada kayu akan sangat
dipengaruhi oleh kelembaban udara lingkungan. Bila kelembaban udara lingkungan meningkat,
maka kandungan air pada kayu meningkat pula, dan begitu pun sebaliknya. Pada lingkungan

yang memiliki kelembaban udara yang stabil, maka kandungan air pada kayu juga akan
cenderung tetap, kondisi kandungan air pada kayu yang tetap ini disebut kadar air ombang
(equilibrium moisture content).

2. Kepadatan dan Berat Jenis
Kepadatan (density) kayu dinyatakan sebagai berat per unit volume. Pengukuran kepadatan
ditujukan untuk mengetahui porositas atau persentase rongga (void) pada kayu. Kepadatan dan
volume sangat bergantung pada kandungan air . cara menghitung kepadatan suatu jenis kayu
adalah dengan cara membandingkan antara berat kering kayu dengan volume basah. Berat kering
kayu dapat diperoleh dengan cara menimbang specimen kayu yang telah disimpan dalam oven
pada suhu 105C selama 24 hingga 48 jam atau hingga berat specimen kayu tetap.
Berat jenis adalah perbandingan antara kepadatan kayu dengan kepadatan air pada volume yang
sama. Kayu terdiri dari bagian padat (sel kayu), air dan udara. Ketika kayu dimasukkan kedalam
oven atau dikeringkan maka volume yang tetap tinggal adalah volume bagian padat dan volume
udara saja sedangkan airnya sudah menguap/hilang. Berat jenis kayu memiliki korelasi positif
dengan kekuatan kayu. Secara kasar hubungan ini dapat dilihat pada persamaan 1.1, dimana F
adalah parameter kekuatan kayu (seperti: modulus elastisitas lentur, kuat tekan, dan lain-lain), G
adalah berat jenis kayu, K dan n adalah konstanta yang bergantung pada parameter kekuatan
kayu yang ditinjau.
F = KG
3. Cacat kayu
Cacat atau kerusakan kayu dapat mengurangi kekuatan dan bahkan kayu yang cacat tersebut
tidak dapat dipergunakan sebagai bahan konstruksi. Cacat kayu yang sering terjadi adalah retak
(cracks), mata kayu (knots), dan kemiringan serat (slope of grain). Retak pada kayu terjadi

karena proses penyusutan akibat penurunan kandungan air (pengeringan). Pada batang kayu yang
tipis, retak dapat terjadi lebih besar dan disebut dengan belah (split). Mata kayu sering terdapat
pada batang kayu yang merupakan bekas cabang kayu yang patah. Pada mata kayu ini terjadi
pembelokan arah serat, sehingga kekuatan kayu menjadi berkurang. Untuk keperluan konstruksi,
dihindari penggunaan batang kayu yang memiliki mata kayu. Kemiringan serat menunjukkan
sudut miring serat kayu. Kemiringan serat pada batang kayu terjadi disebabkan tidak sesuainya
sumbu batang kayu dengan sumbu pohon pada saat pemotongan/pengergajian.

IV.

Jenis-jenis penggunaan kayu

Dalam kehidupan sehari-hari, jenis kayu tertentu sering digunakan untuk tujuan yang tertentu
pula. Dengan kata lain, untuk tujuan atau keperluan tertentu hanya beberapa jenis kayu yang
dapat dipergunakan sedangkan jenis kayu yang lainnya tidak dapat dipergunakan. Pemilihan dan
penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaian memerlukan pengetahuan tentang sifat-sifat
kayu dan persyaratan teknis yang diperlukan. Pengetahuan ini tidak saja dapat memilih jenis
kayu yang tepat serta macam penggunaanya, akan tetapi juga dapat dipilih kemungkinan
penggantian oleh jenis kayu lainnya apabila jenis kayu yang bersangkutan terlalu mahal atau
sulit diperoleh. Jenis kayu dan macam penggunaannya dapat dilihat pada tabel 1.1.

TABEL

Selain digunakan untuk material konstruksi, kayu juga dapat digunakan sebagai bahan baku
elemen non-struktur seperti kayu lapis, particle board, blockboard, dan lain-lain. Dewasa ini
beberapa elemen non- struktur berbahan dasar kayu telah banyak dikembangkan dan juga
diminati oleh banyak orang karena memiliki nilai keindahan yang cukup tinggi (Tabloid Rumah
edisi 63, 2005). Beberapa jenis elemen non-struktur tersebut antara lain:
a. Particle Board (chipboard)
Kayu dihancurkan serbuk kasar dan serbuk tersebut dipadatkan dengan mesin menjadi
papan. Kualitas Particle Board diukur berdasarkan kepadatan.
b. MFC (Melamine Face Chipboard)
MFC adalah Particle Board yang permukaannya dilapisi oleh bahan melamin supaya
tahan air.

c. MDF (Medium Density Fiberboard)
Terbuat darikayu yang dihancurkan sampai menjadi bubur yang halus, kemudian
dicampurkan dengan bahan kimia yang berfungsi sebagai perekat lalu dikompres dan
dikeringkan dengan suhu tinggi. MDF lebih halus dibandingkan Particle Board.
d. HDF (High Density Fiberboard)

Mirip dengan MDF tapi dikompres dan dikeringkan dengan suhu yang lebih tinggi
sehingga menghasilkan panel yang lebih kuat dalam menahan beban. Panel HDF
biasanya digunakan untuk bahan pelapis lantai.
e. Blockboard
Terdiri dari potongan kecil kayu yang berukuran 4-5cm, kayu tersebut kemudian
dipadatkan menjadi lembaran papan. Potongan kayu yang digunakan biasanya dari kayu
lunak.
f. Teakblock
Kayu blockboard yang diberi lapisan terluar dari irisan kayu jati (Teak).
g. Kayu lapis (Plywood)
Sejumlah lapisan tipis kayu yag dilem dengan mesin menjadi satu membentuk papan.
Jenis kayu yang dipakai bervariasi antara kayu keras dan kayu lunak. Tiap lapisan kayu
dipasang berselang-seling serat kayunya supaya papan lebih kuat.
V.

Kayu laminasi (Glue laminated timber)
Salah satu produk kayu yang saat ini berkembangpesat di banyak tempat di dunia adalah
kayu laminasi (Glulam). Kayu laminasi diperoleh dengan cara merekatkan papan-papan
kayu yang memiliki ketebalan 20 sampai dengan 45 mm dengan bahan perekat tertentu

dan pada tekanan tertentu. Sebelum proses perekatan, terlebih dahulu papan-papan kayu
dikeringkan hingga nilai kandungan air dibawah 16%. Karena rendahnya kandungan air
pada kayu, maka struktur kayu laminasi memiliki kestabilan ukuran (dimension stability)
yang lebih baik bila dibandingkan dengan kayu masif non-laminasi.
Tinggi dan panjang kayu laminasi dapat dibuat sesuai dengan kebutuhan (umumnya lebih
besar dari pada ukuran kayu masif) sehingga dapat digunakan sebagai balok pada
jembatan atau konstruksi berbentang panjang. Papan-papan kayu umumnya dihubungkan
dengan dua macam bentuk sambungan yaitu: finger joint dan scarf joint seperti pada
gambar 1.3. letak sambungan dibuat tidak pada satu cross-section, melainkan
divariasikan sehingga kekuatan penampang pada seluruh bentang dapat seragam. Papan
kayu pada struktur balok laminasi umumnya memiliki kekuatan yang berbeda sesuai
dengan distribusi tegangan pada cross-section; linear pada elastic analisis. Papan kayu
pada bagian dekat garis netral (bagian tengah dari cross-section) memiliki kekuatan yang
lebih rendah dari pada papan yang terletak jauh dari garis netral.

GAMBAR
Papan kayu yang memiliki kekuatan tinggi umumnya memiliki nilai kepadatan (density)
yang tinggi pula. Dan juga sebaliknya, kayu yang memiliki kekuatan kecil adalah kayu
dengan nilai kepadatan yang rendah. Kayu yang memiliki nilai kepadatan rendah identik
dengan kayu yang memiliki serat kayu tipis dan memiliki volume rongga yang besar.

Perekatan pada kayu yang memiliki kepadatan rendah dapat lebih mudah dilakukan dari
pada perekatan pada kayu yang memiliki kepadatan tinggi. Pada papan kayu dengan
kepadatan rendah, bahan perekat dapat dengan mudah masuk pada rongga-rongga serat
dan mengunci serat-serat kayu. Sedangkan papan kayu berkepadatan tinggi, perlu tekanan
yang lebih besar agar serat-serat kayu dapat merekat. Tetapi, tekanan yang dilakukan
pada saat perekatan tidak boleh merusak serat-serat kayu. Menurut AFPL (1991),
besarnya tekanan pada saat pembuatan kayu laminasi berkisar antara 0,7 Mpa hingga 1,7
Mpa.
Beberapa jenis bahan perekat yang dipergunakan pada struktur kayu laminasi antara lain:
casein, urea formaldehyde, phenol formaldehyde, phenol-resorcinol formaldehyde, dan
melamine-urea formaldehyde. Pemilihan jenis bahan perekat sangat ditentukan oleh
banyak hal seperti: kekuatan rekatan (bond strength), penggunaan struktur (indoor-use
atau outdoor-use), dan kemudahan proses perekatannya.
Casein merupakan bahan perekat yang pertama kali dipakai pada struktur kayu laminasi.
Bahan perekat ini tidak tahan terhadap air dan serangan jamur. Urea formaldehyde adalah
bahan perekat kayu laminasi untuk keperluan dalam ruangan (indoor-use) dengan sedikit
resiko terkena air. Phenol formaldehyde adalah bahan perekat yang tahan cuaca (outdooruse) dan dapat berfungsi dalam jangka waktu yang lama. Perekatan dengan penggunaan
Phenol formaldehyde harus dilakukan dalam suhu yang tinggi yaitu 110°C hingga 140°C.
Kayu laminasi dengan alat perekat phenol-resorcinol formaldehyde memiliki ikatan yang
kuat dan proses perekatan dapat dilakukan pada suhu rendah yaitu 15°C sampai 20°C.
Bahan perekat melamine-urea formaldehyde hampir sama dengan urea formaldehyde,

hanya saja sebagian urea diganti dengan melamine untuk meningkatkan ketahanan
terhadap air.
Penurunan kekuatan bahan perekat maupun material kayu dalam waktu yang lama dapat
disebabkan oleh peningkatan temperature, peningkatan kandungan air, dan serangan
micro-organisma. Contoh penurunan kekuatan beberapa jenis bahan perekat dan material
kayu akibat pengaruh cuaca dapat dilihat pada gambar 1.4. bahan perekat urea
menunjukkan penurunan kekuatan yang paling besar, sedangkan bahan perekat
resorcinol, phenol, phenol-resorcinol, dan material kayu mengalami penurunan kekuatan
yang sangat kecil.
GAMBAR 1.4
VI.

Pengawetan kayu
Pada masa sekarang ini, tindakan pengawetan kayu dirasakan sangat penting oleh
setiap pemakainya. Tindakan pengawetan kayu dapat diartikan sebagai kegiatan untuk
memperpanjang umur pakai kayu baik secara kimia maupun fisika dengan cara
meningkatkan ketahanannya