TKS 4406 Material Technology I

TKS 4406
Material Technology I

Kayu
(wood or timber)
Dr.Eng. Achfas Zacoeb, ST., MT.
Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering
University of Brawijaya

Umum
Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan
alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses
untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi.
Pengertian kayu di sini adalah sesuatu bahan, yang
diperoleh dari hasil pemungutan pohon-pohon di hutan,
yang merupakan bagian dari pohon tersebut, setelah
diperhitungkan bagian-bagian mana yang lebih banyak
dapat dimanfaatkan untuk sesuatu tujuan penggunaan
(Dumanauw, 1990).

1

Umum

(lanjutan)

Indonesia memiliki sumber potensi hutan yang tidak
sedikit, sekitar 3.000 - 4.000 jenis kayu. Dari jumlah
tersebut hanya sebagian kecil saja yang telah diketahui
sifat serta kegunaannya dan jumlah ini pun masih juga
belum memenuhi sasaran tujuan pemakaian. Baru
sekitar 150 jenis yang telah diselidiki dan dianggap
penting dalam perdagangan. Dari 150 jenis, 90 Jenis
dicantumkan pada PPKI (Peraturan Konstruksi kayu
Indonesia NI-5 PPKI 1961).

Umum

(lanjutan)

Sebagian masyarakat masih cenderung menggunakan
jenis kayu tertentu. Misalnya di pulau Jawa, orang lebih
menyukai kayu jati daripada kayu lainnya. Demikian pua
di pulau Kalimantan, orang lebih mantap menggunakan
kayu ulin dan seterusnya. Akibatnya, jenis kayu lainnya
yang lebih memiliki potensi lebih besar tidak mendapat
tempat di hati masyarakat pemakai kayu. Hal ini perlu
dijadikan bahan pertimbangan, agar semua jenis kayu
yang telah diketahui sifat-sifatnya dapat dimanfaatkan
secara menyeluruh dan terpadu.

2

Umum

(lanjutan)

Bagian-bagian terpenting pada pohon adalah :
 Akar (serabut dan tunggang)
 Batang (pangkal, tengah dan ujung)

 Cabang
 Ranting
 Daun

Bagian-bagian
D

E

D
A. Kulit luar
B. Kulit dalam
C. Kambium
D. Kayu gubal
E. Kayu teras
F. Hati
G. Lingkaran tahun (rengat)
H. Jari-jari
I. Kayu awal
J. Kayu Akhir

3

Bagian-bagian

(lanjutan)

a. Kulit luar (outer bark) : lapisan luar yang sudah
mati dan berfungsi sebagai pelindung kayu
terhadap serangan dari luar (misalnya : iklim,
serangga dan jamur).
b. Kulit dalam (bast) : bersifat hidup dan tipis,
berfungsi untuk jalan zat yang mengandung gizi
dari akar ke daun.
c. Kambium : merupakan jaringan yang tipis dan
bening, berfungsi untuk membentuk kulit baru yang
rusak (ke arah luar) dan membentuk kayu gubal
baru (ke arah dalam).

Bagian-bagian

(lanjutan)

d. Kayu gubal (sap wood) : bagian kayu muda, terdiri
dari sel-sel yang masih hidup, berfungsi sebagai
penyalur cairan dan tempat penimbunan zat-zat
yang mengadung gizi.
e. Kayu teras (galih) : terdiri dari sel-sel yang
dibentuk melalui perubahan sel hidup pada
lingkaran kayu gubal yang paling dalam yang
disebabkan oleh tidak berfungsi sebagai penyalur
cairan dan lain-lain proses kehidupan lagi
f. Hati (puh) : bagian kayu yang terletak di pusat,
berasal dari kayu awal yang dibentuk oleh kambium,
bersifat rapuh dan lunak.

4

Bagian-bagian

(lanjutan)

g. Lingkaran tahun (rengat) : menunjukkan
perkembangan kayu dari musim kemarau ke musim
hujan dan sebaliknya, dapat dimanfaatkan juga
untuk mengetahui umur dari suatu pohon.
h. Jari-jari (rays) : terdapat dari luar ke dalam
berpusat pada sumbu batang, berfungsi untuk
mengalirkan zat bergizi dari kulit dalam ke bagianbagian dalam dari pohon.

Bagian-bagian
Bidang Orientasi Kayu
a.Bidang Tangensial : bidang yang
diperoleh dengan memotong kayu
tegak lurus salah satu jari-jari kayu,
searah serat tidak melalui sumbu
kayu.
b.Bidang Radial : bidang yang
diperoleh dengan memotong kayu
searah serat melalui sumbu kayu.

c.Bidang Aksial/Kepala Kayu : bidang
yang diperoleh dengan memotong
kayu tegak lurus dengan sumbu
kayu.

(lanjutan)

Radial

Tangensial

Longitudinal

5

Cacat
Cacat kayu dapat dianggap sebagai kelainan struktur
dan
anatomi
dari

“kayu
normal”,
sehingga
mengakibatkan kekurangan atau kesulitan dalam
penggunaan dan pengerjaan kayu. Disamping itu,
cacat kayu juga dapat mengakibatkan kekuatan dan
harga kayu menurun. Cacat atau kerusakan yang
dimaksud antara lain : retak-retak, pecah, belah,
serangan jamur, serangan serangga dan akibat
kelalaian manusia dalam pengelolaan kayu. Secara
skematis, faktor-faktor perusak kayu dapat dilihat pada
gambar berikut :

Cacat

(lanjutan)
Dari dalam - internal (Secara alam oleh pohon itu
sendiri selama proses pertumbuhannya.

Hama

(serangga perusak kayu)

Faktor-faktor
perusak kayu

Biologis
Jamur
(jamur penyerang kayu)
Dari luar
(eksternal)

Faktor fisik
(udara, cahaya, air, panas)
Non
Biologis

Faktor mekanik
(pukulan, gesekan, tekanan)
Faktor kimia
(asam, basa, pencemaran)

6

Cacat

(lanjutan)

Cacat Mata Kayu

Cacat

(lanjutan)

Cacat Batang (Log)

7

Cacat

(lanjutan)

Cacat Kemiringan Arah Serat

Cacat

(lanjutan)

Cacat Serat Melengkung

8

Cacat

(lanjutan)

Cacat Serat Bolak-Balik

Cacat

(lanjutan)

Cacat Serat Terpilin

9

Cacat

(lanjutan)

Cacat Serat Bergelombang

Sifat dan Jenis
Susunan kayu terdiri dari susunan sel-sel, dan sel-sel
tersebut terdiri dari susunan “cellulose” yang diikat
dan disatukan oleh “lignin”.
Perbedaan susunan sel-sel
inilah yang menyebabkan
perbedaan sifat-sifat dari
berbagai jenis.

10

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Faktor-faktor yang mempunyai sifat-sifat kayu :
 Berat jenis
Miring arah serat
 Kadar lengas
Pohon hidup dan mati
 Kecepatan pertumbuhan Pengeringan alam dan
(cincin tahun)
oven
 Posisi cincin tahun
Pengawetan
 Mata
Keawetan
 Retak
Lamanya pembebanan

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Sifat Umum :
 Semua batang pohon mempunyai pengaturan
vertikal dan sifat simetri radial.
 Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe
bermacam-macam dan susunan dinding selnya
terdiri dari senyawa-senyawa kimia berupa selulosa
dan hemiselulosa (unsur karbohidrat) serta berupa
lignin (non karbohidrat).

11

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Sifat Umum :
 Semua
kayu
bersifat
anisotropik,
yaitu
memperlihatkan sifat-sifat yang berlainan jika diuji
menurut tiga arah utamanya (longitudinal,
tangensial dan radil). Hal ini disebabkan oleh
struktur dan orientasi selulosa dalm dinding sel,
bentuk memanjang sel-sel kayu dan pengaturan sel
terhadap sumbu vertikal dan horisontal pada
batang pohon.

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Sifat Umum :
 Kayu merupakan suatu bahan yang bersifat
higroskopik, yaitu dapat kehilangan atau bertambah
kelembabannya akibat perubahan kelembaban dan
suhu udara di sekitarnya.
 Kayu dapat diserang mahluk hidup perusak kayu,
dapat juga terbakar, terutama jika kayu keadaannya
kering.

12

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Sifat Fisik :
 Berat Jenis, ditentukan antara lain oleh tebal
dinding sel dan ukuran rongga sel yang membentuk
pori-pori. Berkisar antara 0.20 (kayu balsa) – 1.28
(kayu nani).
 Keawetan alami kayu, disebabkan oleh adanya
suatu zat di dalam kayu (zat ekstraktif) yang
merupakan sebagian unsur racun bagi perusakperusak kayu. Zat ekstraktif ini mulai terbentuk pada
saat kayu gubal berubah menjadi kayu teras.

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Sifat Fisik :
 Warna kayu, ada beraneka macam , antara lain
warna kuning, keputih-putihan, coklat muda, coklat
tua, kehitam-hitaman, kemerah-merahan dan lain
sebagainya. Warna kayu dapat dipengaruhi oleh
tempat di dalam batang, umur pohon dan
kelembaban udara.
 Higroskopik, makin lembab udara di sekitarnya
akan makin tinggi pula kelembaban kayu sampai
tercapai keseimbangan dengan lingkungannya.
Kandungan air pada kayu seperti ini dinamakan
kandungan air kesetimbangan (EMC = Equilibrium
Moisture Content).

13

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Sifat Fisik :
 Tekstur, Kayu bertekstur halus, contoh : giam, lara,
kulim dll. Kayu bertekstur sedang, contoh : jati,
sonokeling dll. Kayu bertekstur kasar, contoh :
kempas, meranti dll.
 Serat, Serat berpadu, contoh : kulim, renghas, kapur
dll. Serat berombak, contoh : renghas, merbau dll.
Serat terpilin, contoh : bintangur, kapur, damar dll.
Serat diagonal : serat yang terdapat pada potongan
kayu atau papan, yang digergaji sedemikian rupa
sehingga tepinya tidak sejajar arah sumbu, tetapi
membentuk sudut dengan sumbu.

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Sifat Fisik :
 Berat Kayu, Sangat berat (BJ : > 0.90), contoh :
giam, balau dll. Berat (BJ : 0.75 – 0.90), contoh :
kulim. Agak berat (BJ : 0.60 – 0.75), contoh : bitangur.
Ringan (BJ : < 0.60), contoh pinus, balsa dll.
 Kekerasan, Sangat keras, contoh : balau, giam dll.
Keras, contoh : kulim, pilang dll. Sedang, contoh :
mahoni, meranti dll. Lunak, contoh : pinus, balsa dll.
 Kesan Raba, Kesan kasar, halus, licin, dingin dan
sebagainya pada saat meraba permukaan kayu.
Kesan raba tergantung dari tekstur kayu, kadar air
dan kadar zat ekstraktif di dalam kayu.

14

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Sifat Fisik :
 Bau dan rasa, untuk mengetahui bau dan rasa kayu
perlu dilakukan pemotongan atau sayatan baru pada
kayu atau dengan membasahi kayu tersebut. Sifat
bau dari kayu dapat digambarkan sesuai dengan
bau yang umum.
 Nilai Dekoratif, tergantung dari penyebaran warna,
arah serat kayu, tekstur dan pemunculan pola atau
bentuk tertentu.
 Sifat Lain : sifat pembakaran yang dipengaruhi oleh
faktor fisik, kimia dan anatomi kayu, Sifat terhadap
Suara, Sifat Akustik atau Sifat Resonansi.

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Sifat Mekanik :
 Keteguhan Tarik (Tension Strength)
 Keteguhan Tekan (Compression Strength)
 Keteguhan Geser (Shear Strength)
 Keteguhan Lengkung/Lentur (Flexural Strength)
 Kekakuan (Stiffness)
 Keuletan (Ductility)
 Kekerasan (Toughness)
 Keteguhan Tarik Belah (Split Tension Strength)

15

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Sifat Kimia :
Pada umumnya komponen kimia kayu terdiri dari 3
unsur :
1. Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan
hemiselulosa.
2. Unsur non karbohidrat terdiri dari lignin.
3. Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses
pertumbuhan, dinamakan zat ekstraktif.

Sifat dan Jenis

(lanjutan)

Komposisi unsur-unsur kimia dalam kayu adalah :
•karbon
50%
•hidrogen
6%
•nitrogen
0.04 – 0.10%
•abu
0.20 – 0.50%
•sisanya adalah oksigen

16

Produk
Produk kayu olahan, selain berupa balok atau
gelondongan (log), kayu dapat juga dijadikan dalam
bentuk papan yang lebih dikenal dengan kayu lapis
(plywood) atau yang lebih dikenal dengan tripleks dan
multipleks.
Kayu lapis adalah papan/panel buatan yang terdiri dari
susunan beberapa lapisan vinir yang mempunyai arah
serat bersilangan tegak lurus dengan diikat oleh perekat
tertentu, serta jumlah lapisan harus ganjil.

Produk

(lanjutan)

Vinir adalah lembaran kayu tipis yang diperoleh dengan
cara mengupas atau mengiris dari gelondong kayu
tertentu. Jenis kayu yang digunakan adalah yang lunak,
ringan, kelas kuat dan kelas awetnya sekitar II – IV dan
bila dikupas tidak mudah retak atau pecah.
Papan Laminasi (laminboard) dan Papan Blok
(blockboard), yaitu kayu lapis dengan intinya yang terdiri
dari kayu gergajian (blockboard) atau vinir tebal yang
berdiri tegak lurus dengan lapisan vinir muka dan
belakang.

17

Produk

(lanjutan)

Papan Partikel (chipboard, particle board), dibuat dari
tatal kayu yang kasar dan yang dicampur dengan
perekat sehingga kemudian dapat dikempa menjadi
papan. Sebagai bahan perekat umumnya digunakan
phenol-formaldehid atau dengan menggunakan semen
(tetapi agak sulit dikerjakan dan papan partikel tersebut
lebih berat).

Thanks for the attention and
Success for your study!

18