Sifat Fisik Kayu
Kayu merupakan tumbuhan yang materialnya banyak dipergunakan sebagai bahan kontruksi bagunan dan bahan baku mebel. Berbagai keunggulan kayu menyebabkan kayu masih banyak diminati para penggunanya walaupun sekarang ini telah banyak material lain seperti baja, beton, plastik, dan lain-lain yang notabenya juga dapat dipergunakan sebagai bahan konstruksi dan mebel.
Berdasarkan pengertian kayu tersebut, bahwa masing-masing jenis kayu mempunyai sifat fisik, mekanika, kimia yang berbeda-beda. Dalam kesempatan ini kita akan membahas sifat fisik kayu secara umum.
Sifat fisik kayu yang kita pelajari terdiri dari kadar air, berat jenis dan kerapatan, serta perubahan dimensi. Berikut penjelasannya.
Kadar Air
Kadar air merupakan salah satu sifat fisik kayu yang membahas tentang banyaknya air yang dikandung pada sepotong kayu. Banyaknya kandungan air pada kayu bervariasi tergantung jenis kayunya. Kadar air mempunyai rentang nilai mulai dari 40-300% dan dinyatakan dengan persentase dari berat kering tanur (Dumanauw, 1994).
Kadar air menurut Brown et. al., (1952) merupakan banyaknya air yang terdapat di dalam kayu, yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur. Sedangkan menurut Haygreen dan Bowyer (1998) menyatakan bahwa air dalam kayu terdiri dari air air bebas dan air terikat, dimana keduanya secara bersama-sama menentukan kadar air kayu.
Kadar air yang bervariasi dalam satu jenis pohon disebabkan karena adanya faktor tempat tumbuh, umur dan volume pohon. Variasi kadar air ini bisa terjadi di dalam satu batang pohon, terutama antara kayu teras dan kayu gubal. Akan tetapi pada kayu daun lebar umumnya perbedaan antara kayu gubal dan kayu teras hanya memilki perbedaan yang kecil (Sarinah dan Jemi, 2019).
Kayu memilki sifat higroskopis yang menyebabkan kadar air berubah-ubah dalam satu jenis. Sifat ini diakibatkan oleh kelompok hidroksil yang ada di dalam selulosa maupun hemiselulosa kayu yang menarik molukel air melalui ikatan hidrogen.
Selain itu, juga tergantung dari temperatur, kelembapan atmosfir, dan jumlah air yang ada di dalam kayu. Pergerakan air dalam kayu tergantung dengan waktu dan arah potongan kayu (Panshin dan de Zeeuw, 1980). Pada arah longitudinal bergeraknya air 12-15 kali lebih cepat dibandingkan pada arah melintang karena memilki bentuk sel yang terbuka. Akibat perbedaan kecepatan pergerakan air dalam kayu maka terjadi gradien kadar air.
Bergeraknya air tidak hanya melalui noktah pada dinding sel yang disebabkan oleh gaya kapiler, adanya perbedaan relatif dan adanya kadar air (Sarinah dan Jemi, 2019).
Air dalam kayu terletak pada dinding sel dan rongga sel. Air yang terdapat di dalam dinding sel disebut air terikat dan yang terdapat di dalam rongga sel disebut air bebas.
Kayu dikatakan jenuh air atau kadar air maksimal, apabila dinding sel semua jenuh dengan air. Kadar air kayu dapat di titik jenuh serat, apabila air bebas telah menguap dan dinding sel masih jenuh dengan air. Adapun jenis kadar air dalam kayu diantaranya kadar air kering udara, kadar air kering tanur dan kadar air maksimum.
Kadar air kering udara adalah kadar air kayu yang keadaannya telah seimbang dengan kelembapan udara sekitarnya. Kadar air kering tanur adalah kadar air di dinding sel dan rongga sel sudah dianggap nol dengan cara mengeringkan kayu pada suhu tertentu sampai beratnya konstan. Dan kadar air maksimum adalah kadar air yang rongga sel dan dinding sel jenuh air (Soenardi, 1976).
Berat Jenis dan Kerapatan
Berat jenis merupakan sifat fisik kayu yang mempunyai hubungan erat dengan mekanika kayu. Berat jenis digunakan sebagai perbandingan anatar berat suatu benda (atas dasar berat kering tanur) terhadap berat sautu volume air yang sama dengan volume benda itu (berat volume air yang didesak).
Menurut Sarinah dan Jemi (2019) berat jenis kayu ditentukan oleh tiga kompenen volume kayu adalah :
- Volume basah, bila dinding sel sama sekali jenuh dengan air pada titik jenuh serat.
- Volume pada sembarnag kadar air dibawah titik jenuh serat.
- Volume kering tanur.
Berat jenisnya, kayu dikelompokkan menjadi tiga (Soenardi, 1976), yaitu :
- Kayu ringan dengan berat jenis kurang dari 0.36
- Kayu dengan bera sedang, berat jenis 0.36-0.58
- Kayu berat dengan berat jenis lebih dari 0.58
Kerapatan kayu merupakan bagian sifat fisik kayu yang perbandingan antara massa atau berat kayu terhadap volumenya. Kerapatan yang bervariasi dapat terjadi, apabila zat kayu dan zat ekstraktif memilki sifat yang berubah-ubah dalam variasi yang besar.
Kerapatan kayu ditentukan berdasarkan berat kayu kering tanur dan volume kayu ditentukan berdasarkan pada tiga keadaaan, yaitu volume kering tanur, volume pada kadar air 12%, dan volume basah (Kolimann et al., 1975).
Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya variasi kerapatan atau berat jenis adalah umur pohon, kecepatan tumbuh, adanya kayu cabang dan terjadinya kayu teras.
Variasi besarnya kerapatan atau berat jenis kayu tidak saja dapat terjadi diantara pohon-pohon dan dari jenis yang sama, tetapi juga antara bagian-bagian pohon dari pohon sama (Sarinah dan Jemi, 2019).
Perubahan Dimensi
Perubahan dimensi kayu merupakan sifat fisik kayu yang terdiri dari pengembangan dan penyusutan. Dari yang kedua tersebut, penyusatan kayu lebih penting diketahui sebab dapat menyebabkan kayu menjadi retak, pecah, melengkung, bergelombang, memuntur dan lain-lain. Penyusutan kayu dinyatakan sebagai persen dimensi sebelum perubahan terjadi (Sarinah dan Jemi, 2019).
Perubahan dimensi dipengaruhi oleh perbedaan spesies, kerapatan kayu, perbedaan ukuran dan bentuk kayu, dan perbedaan pengeringan. Kayu yang dikeringkan dari keadaan basah sampai kering tanur, maka air didalam kayu akan menguap.
Penguapan dimulai dari air bebas dalam rongga sel sampai keadaan titik jenuh serat tercapai. Selanjutnya baru air terikat yang terdapat pada dinsing sel menguap. Menguapnya air di dalam dinding sel inilah yang menyebabkan kayu mengalami penyusutan dan ini terjadi dibawah titik jenuh serat hingga jenuh, maka kayu akan mengembang (Sarinah dan Jemi, 2019).
Perubahan dimensi kayu biasanya dinayatakan dalam persen dari dimensi maksimum. Dimensi maksimum ialah dimensi sebelum mengalami penyusutan atau dimensi basah yaitu pada kadar air sama atau di atas titik jenuh serat. Penyusutan arah longitudinal adalah 0.1%-0.2%, arah radial 2.1%-8.5%, dan arah tangensial 4.3%-14% dari kondisi segar ke kondisi kering tanur (Sarinah dan Jemi, 2019).
Perubahan dimensi dapat dipadatkan melalui pemadatan kayu secara fisika. Pemadatan ini menjelaskan bahwa tebal kayu yang dipadatkan turun sebesar 22-26% dari tebal awal, tetapi kerapatan dan kekerasannya meningkat. Sel-sel kayu terpadatkan menjadi lebih pipih sehingga mengurangi volume rongga kayu tanpa mengurangi beratnya (Basri dan Balfas, 2015).
Sekian artikel yang membahas sifat fisik kayu ini, semoga bermanfaat bagi para pembaca.
"Salam lestari"
Sumber :
Basri, E. & Balfas, J. 2015. Seri Praktek Stabilisasi Dimensi Kayu. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor.
Brown, H.P., Panshin A.J. & Forsaith, C.C.. 1952. Textbook of Wood Technology. Volume II.McGraw-Hill Book Company Inc, USA.
Dumanauw. 1994. Mengenal Kayu. Dolphin Books. Yogyakarta.
Haygreen, J.G dan Bowyer, J.L. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Diterjemahkan oleh Soetjipto A.
Hadikusumo. Gadjah Mada Univercity Press. Yogyakarta.
Kolimann, F.F.P., Kuenzi, W.W. dan Stamm, A.J. 1975. Principles of Wood Science and Technology. Part II. Wood Based Materials. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York.
Panshin, A.J. dan de Zeeuw, C. 1980. Textbook of Wood Technology. Fourt Edition. McGraw-Hill Book Company.
Sarinah dan Jemi, R. 2019. Buku Panduan Praktikum Sifat-sifat Dasar Kayu. UPR. Palangka Raya.
Soenardi, 1976. Sifat-sifat Fisika Kayu. Yayasan Pembina Fakultas Kehutanan UGM. Yogyakarta.