Struktur Kayu

1.        Pengertian kayu

Kayu merupakan hasil hutan dari sumbe kekayaan alam,merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk

dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi.Kayu memiliki beberapa sifat sekaligus yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain.Bagian kayu yang banyak di gunakan untuk bahan konstruksi adalah batang.

Secara umum  batang ialah bagian pohon dimulai dari pangkal akar sampai ke bagian ranting bebas cabang.Batang berfungsi sebagai tempat tumbuhnya cabang, ranting, tunas, serta daun. Selain itu sebagai lalu lintas bahan makanan dari akar melalui kulit dalam, dan ada kalanya sebagai penyimpan bahn makanan cadangan.

Bagian pangkal daunlah yang umumnya tak be,mata kayu yang dugunakan untuk kayu pertukangan yang baik.

1.         Sifat-sifat umum kayu

Kayu berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbeda-beda. Bahkan kayu yang berasal dari satu pohon

memiliki sifat agak berbeda,jika di bandingkan bagian ujung dan pangkalnya. Sifat-sifat kayu meliputi, sifat-sifat anatomi

kayu, sifat-sifat fisik, sifat-siat mekanik dan sifat-sifat kimianya.Disamping sekian banyak sifat-sifat kayu yang berbeda

satu sama lain, ada beberapasifat umum yang terdapat pada semua kayu yaitu:

a.        Semua batang pohon mempunyai pengaturan vertikal dan sifat simetri radial.

b.        Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam-macam dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa –

c.        senyawa kimia berupa selulosa dan hemiselulosa (unsur karbohidrat) serta  berupa lignin (non-karbohidrat).

d.       Semua kayu bersifat anisotripik, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang berlainan jika di uji menurut tiga arah utamanya(longitudinal,tangensial dan radial).Hal ini disebabkan oleh struktur dan orientasi selulosa dalam dinding esl,bentuk memanjang sel-sel kayu dan pengaturan sel terhadap sumbuh vertikal dan horisontal pada batang pohon.

e.        Kayu merupakan suatu bahan yang bersifat higroskopik, yaitu dapat kehilangan atau bertambah kelembabannya akibat perubahan kelembaban dan suhu udara di sekitarnya.

f.         Kayu dapat diserang makhluk hidup perusak kayu, dapat juga terbkar, terutama jika kayu dalam keadaannya kering.

2.        Sifat fisik kayu

Beberapa hal yang tergolong dalam sifat fisik kayu adalah: berat jenis, keawetan kayu,warna, higroskopis, berat,

kekerasan dan lain-lain.

Berat Jenis:

Kayu memiliki berat jenis yang berbeda-beda.Berkisar antara minimum 0,20(ky.balsa) hingga BJ 1,28 (ky.nani).Berat jenis merupakan petunjuk penting bagi aneka sifat kayunya.Makin berat kayu itu,makin kuat pula kayunya.Semakin ringan suatu jenis kayu akan berkurang pula kekuatannya.Berat jenis di tentukan oleh  tebal dinding sel,kecilnya rongga sel yang membentuk pori-pori.Berat jenis diperoleh dari perbandingan antara berat suatu volume kayu tertentu dengan volume air yang sama pada suhu standar.Umumnya berat jenis kayu ditentukan berdasarkan berat kayu kering tanur atau kering udara dan volume kayu pada posisi kadar air tersebut.

Keawetan kayu:

               Ternyata berbeda-beda pula.Yang dimaksud dengan keawetan alami, ialah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsur-unsur perusak kayu seperti: jamur,rayap, bubk, cacing laut dan makhluk lainnya yang diukur denga jangka waktu tahunan.Keawetan kayu tersebut disebabkan oleh adanya suatu zat di dalam kayu (zat ekstraktif) yang merupakan sebagian unsur racun bagi perusak-perusak kayu, sehingga perusak tersebut tidak sampai masuk dan tinggal di dalamnya serta merusak kayu.Misalnya kayu Jati memiliki tectoquinon, kayu ulin memiliki silika dan lain-lain. Sehingga jenis ini mempunyai cukup keawetan secara alami.

Testur:

Tekstur adalah ukuran relatif sel-sel kayu atau serat-serta kayu.berdasarkan teksturnya, jenis kayu digolongkan kedalam:

a.       Kayu bertekstur halus, contoh: Giam, Lara, Kulim, dan lain-lain.

b.      Kayu bertekstur sedang, contoh: Jati, Sonokeling, dan lain-lain.

c.       Kayu bertekstur kasar, contoh: Kempas, meranti, dan lain-lain.

Berat kayu:

Berat jenis kayu tergantung dari jumlah zat kayu yang tersusun, rongga-rongga sel atau jumlah pori-pori, kadar air yang dikandung dan zat-zat ekstraktif didalamnya. Berdasarkan berat jenisnya, jenis-jenis kayu digolongkan kedalam kelas-kelas sebagai berikut:

Kelas berat kayu	Berat jenis
a.        sangat berat b.        berat c.        agak berat d.       ringan	Lebih besar dari 0.90 0.75 – 0.90 0.60 – 0.75 Lebih kecil dari 0.60

3. Sifat mekanik kayu

Sifat mekanik atau kekuatan kayu ialah kemampuan kayu untuk menahan muatan dari luar.Yang dimaksud dengan muatan dari luar ialah gaya-gaya di luar benda yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya benda.Kekuatan kayu memegang peranan penting dalam penggunaan kayu untuk bangunan, perkakas, dan lain penggunaan. Hakekatny ahampir pada semua penggunaan kayu, dibutuhkan syarat kekuatan. Dalam hubungan ini dibedakan beberapa macam kekuatan sebagai berikut:

a.Keteguhan tarik

                   Kekuatan atau keteguahn tarik suatu jenis kayu ialah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu itu. Kekuatan tarik terbesar pada kayu ialah sejajar arah serat. Kekuatan tarik tegak lurus arah serat lebih kecil daripada kekuatan tarik sejajar arah serat dan keteguhan tarik ini mempunyai hubungan dengan ketahanan kayu terhadap pembelahan.

b. Keteguhan tekan/kompresi

                   Keteguhah tekan suatu jenis kayu ialah kekuatan kayu untuk menahan muatan jika kayu itu dipergunakan untuk penggunaan tertentu. Dalam hal ini dibedakan 2 macam kompresi yaitu kompresi tegak lurus arah serat dan kompresi sejajar arah serat. Keteguhan kompresi tegak lurus serat menentukan ketahanan kayu terhadap beban. Seperti halnya berat rel kereta api oleh bantalan di bawahnya. Keteguhan ini mempunyai hubungan juga dengan kekerasan kayu dan keteguhan geser. Keteguhan kompresi tegak lurus arah serat pada semua kayu lebih kecil daripada keteguhan kompresi sejajar arah serat.

c.  Keteguhan geser

Yang dimaksud dengan keteguhan geser ialah suatu ukuran kekuatan kayu dlam hal kemampuannya menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian kayu tersebut bergeser atau bergelinding dari bagian lain di dekatnya.Keteguhan geser dibedakn atas 3 macam: keteguhan geser sejajar arah serat, keteguhan geser tegak lurus arah serat dan keteguhan geser miring.Pada keteguhan geser tegak lurus arah serat jauh lebih besar daripada keteguhan geser sejajar arah serat.

d.                  Keteguhan Lengkung (lentur)

Ialah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu atau menahan beban-beban mati maupun hidup selain beban pukulan yang harus dipikul oleh kayu tersebut. Misalnya, blandar. Dalam hal ini dibedakan keteguhan lengkung statik dan keteguhan lengkung  pukul. Yang pertama manunjukkan kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara perlahan-lahan, sedangkan keteguhan pukul adalah kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara mendadak seperti pukulan.

e.Keuletan

Keuletan kayu adalah kemampuan kayu untuk menyerap sejumlah tenaga yang relatif besar atau than terhadap kejutan-kejutan atau tegangan – tegangan yang berukang-ulang yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen dan kerusakan sebagian. Keuletan kebalikan dari kerapuhan kayu dalam arti bahwa kayu yang ulet akan patah secara berangsur-angsur dan memberi suara peringatan tentang kerusakannya. Sifat keuletan itu terutama merupakan faktor yang penting untuk menentukan kepastian suatu jenis kayu tertentu untuk digunakna sebagai tangkai alat pemukul.Alat-alat olahraga dan lain penggunaan sebagai bagian-bagian alat untuk mengerjakan sesuatu.

f.Kekerasan kayu

Yang dimaksud dengan kekerasan kayu ialah suatu ukuran kekuatan kayu menahan gaya yang membuat takik atau lekukan padanya.juga dapat diartikan sebagai kemampuan kayu untuk menahan kikisan (abrasi).ukuran kekerasan kayu ini biasa digunakan untuk sebagai pertimbangan dalam menentukan suatu jenis kayu untuk digunakan sebagai lantai rumah, balok pengerasan, pelincir sumbu, dan lain-lain.Kekerasan sejajar umumnya melampaui kekerasan kayu dalam arah yang lain.

g. Keteguhan Belah

Sifat ini digunakan untuk menyatakan kekuatan kayu menahan gaya-gaya yang berusaha membelah kayu.Suatu sifat keteguhan belah yang rendah sangat baik dalam pembuatan sirap ataupun kayu bakar. Sebaliknya keteguhan belah yang tinggi sangat baik untuk pembuatan jenis ukir-ukiran (patung).kayu lebih mudah terbelah sepanjang jari-jari (arah radial) daripada dalam arah sejajar lingkaran tahun(tangensial).ukuran-ukuran yang dipakai untuk menjabarkan sifat-sifat mekaniknya dinyatakan dalam kg/cm­­­­­_­­­³.

Faktor- faktor luar (eksternal) antara lain: pengawetan kayu, kelembaban lingkungan, pembebanan dan cacat-cacat yang disebabkan oleh jamur serta serangga perusak kayu. Faktor kedua yaitu faktor dalam kayu (internal) yang bersangkutan antara lain: berat jenis, cacat-cacat berupa mata kayu, serat-serat mencong, dan lain sebagainya. Sifat kekuatan tiap-tiap jenis kayu berbeda-beda. Berdasarkan kekuatannya, jenis-jenis kayu digolongkan ke dalam 5 kelas kuat yaitu: kelas I sampai dengan kelas kuat V. Kayu dari kelas I memiliki kekuatan lebih dari kayu kelas II, dan seterusnya.Untuk penggunaan konstruksi dianjurkan denga kelas kekuatan I.Untuk perumahan dapat dipakai jenis-jenis dari kelas II. Tiap-tiap penggunaan harus sesuai dengan kelas kekuatannya.di bawah ini dapat dilihat daftar kelas kekuatan kayu menurut jenisnya.(sumber: LPHH-Bogor)

          Daftar kelas kekuan kayu menurut jenisnya :

Kelas kuat	Berat jenis kering udara	Keteguhan lentur mutlak (kg/cm2)	Keteguhan tekan mutlak (kg/cm2)
I II III IV V	≥ 0.90 0.90-0.60 0.60-0.40 0.40-0.30 < 0.30	≥ 1100 1100-725 725-500 500-360 < 360	≥ 650 650-425 425-300 300-215 < 215

3.      Sifat kimia Kayu

Susunan kima kayu digunakan sebagai pengenal ketahanan kayu terhadap serangan makhluk perusak kayu. Selain itu dapat pula menentukan pengerjaan dan pengolahan kayu, sehingga didapat hasil yang maksimal.

Pada umumnya komponen kimia kayu dau lebar dan daun jarum terdiri dari tiga unsur:

- unsur karbohidrat terdiri dari seluloisa dan hemiselulosa

- unsur non-karbohidrat terdiri dari lignin

- unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhsn dinamakan zat ekstraktif. 

            Distribusi komponen kimia tersebut dalam dinding sel kayu tidak merata. Kadar sellulosa dan hemiselulosa banyak terdapat dalam dinding sekunder. Sedangkan lignin banyak terdapat dalam dinding primer dan lamela tengah. Zat ekstraktif terdapat di liar dinding sel kayu.

Tabel : Komponen kimia menurut golongan kayu

Komponen kimia	Golongan kayu
	Kayu daun lebar (%)	Kayu daun jarum (%)
Selulosa Lignin Pentosan Zat ekstrakrif Abu	40 – 45 18 – 33 21 – 24 1 – 12 0.22 - 6	41 – 44 28 – 32 8 – 13 2.03 o.89

4. Penyusutan Kayu

            Penambahan air atau zat cair lainnya pada zat dinding sel akan menyebabkan jaringan mikrofibril mengembang, keadaan ini berlangsung sampai titik jenuh serat tercapai. Dalam proses ini dikatakan bahwa kayu mengembang atau memuai. Penambahan air seterusnya pada kayu tidak akan mempengaruhi perubahan volume dinding  sel, sebab air yang ditambahkan di atas titik jenuh serat akan ditampung dalam rongga sel. Sebaliknya jika air dalam kayu dengan kadar air meksimum dikurangi, maka pengurangan air pertama-tama akan terjadi pada air bebas dalam rongga sel sampai mencapai titk jenuh serat. Pengurangan air selanjutnya di bawah titik jenuh serat akan menyebabkan dinding sel kayu itu akan mengerut atau menyusut. Pengembangan dan penyusutan umumnya dinyatakan dalam persen dari colume atau ukuran kayu dalam keadaan basah atau di atas titik jenuh serat.

Penyusutan (%) ₌ ^{Perubahan dimensi terhadap dimensi maksimum}   _{x 100%}

                                                             ^{dimensi maksimum}

  Oleh karena itu besarnya perubahan dimensi yang mungkin terjadi pada sepotong kayu waktu dikeringkan dan keadaan basah perlu dipertimbangkan dalam pengerjaan dan penggunaan kayu. Sebab banyak jenis kayu memiliki angka penyusutan yang tinggi jika kayu itu menjadi kering. Dalam penggunaan kayu dituntut syarat kestabilan dimensi kayu. Perubahan dimensi waktu tidak sama dalam ketiga arah longitudinal, tangensial, dan radial. Dengan kata lain kayu memiliki sifat anistropi. Perubahan dimensi meliputi pengembangan dan penyusutan.Masing-masing sama pentingnya. Tetapi umumnya perhatian lebih besar ditujukan kepada penyusutan dalam penggunaan kayu tersebut. Kayu menyusut lebih banyak dalam arah lingkar tumbuh (tangensial). Agak kurang ke arah melintang lingkaran tubuh ( radial) dan sedikit sekali dalam arah sepanjang serat ( longitudinal).Untuk perubahan dimensi dalam arah longitudinal berkisar 0.1 – 0.2% dalam arah radial angka penyusutan bervariasi antara 2.1 – 8.5%, sedangkan dalam arah tangensial angka penyusutan berkurang 2 kali angka penyusutan radial bervariasi antara .3 – 14%.

Salah satu usaha untuk mencegah dan membatasi penyusutan kayu ialah dengan membuat kadar air kayu sekecil mungkin, atau pada keadaan kadar air keseimbangan, dengan cara sebagai berikut:

1. Kayu dikeringkan sampai mencapai kadar air yang stabil (tetap), sehingga penyusutan yang terjadi relatif kecil atau dapat diabaikan.
2. Setelah itu kayu tersebut disimpan dalam ruang yang tidak lembab dan memiliki sirkulasi udara yang baik.(Sistem penimbunan yang sempurna).
3. Memberi lapisan pada kayu dengan bahan-bahan penutup finishing untuk menghambat perubahan kadar air atau untuk mempertahankan kestabilan kadar air, selain berfungsi sebgai keindahan.  

5. Pengawetan Kayu

           Keawetan kayu ialah daya tahan suatu jenis kayu terhadap trehadap faktor-faktor perusak yang datang dari luar tubuh kayu itu sendiri. Kyu diselidiki keawetannya pada bagian terasnya sedangkan kayu glubalnya kurang diperhatikan. Pemakaian kayu menentukan pula umur keawetannya. Kayu yang awet di pakai dalam konstruksi atap belum tentu dapat bertahan bila digunakan di laut ataupun di tempat lain yang berhubunhgan langsung dengan tanah. Demikian pula kayu yang dianggap awet di Eropa, belum tentu awet bila dipakai di Indonesia . Serangga perusak kayu juga berpengaruh besar. Kayu yang mampu menahan serangga rayap tanah, belum tentu mampu menahan serangan serangga bubuk. Oleh karena itu, tiap-tiap jenis kayu mempunyai keawetan yang berbeda pula. Misalnya keawetan kayu meranti tidak akan sama dengan keawetan kayu jati. Adakalanya pada satu jenis kayu terdapat keawetan yang berbeda, disebabkan oleh perbedaan ekologi tumbuh dari pohom itu.

Faktor-faktor perusak kayu

Keawetan kayu dikatakan rendah bila dalam pemakaian tidak tercapai umur yang diharapkan sesuai dengan ketentuan kelas awet. Dalam hal ini perlu diketahui apakah faktor penyebabnya. Adapun penyebab kerusakan digolongkan menjadi:

1. Penyebab non-makhluk hidup terdiri dari:
1. Faktor fisik
2. Faktor mekanik
3. Faktor kimia
2. Penyebab makhluk hidup terdiri dari:
1. jenis jamur
2. jenis serangga
3. jenis binatang laut

Alasan manusia malakukan pengawetan kayu karena:

-         Kayu yang memiliki kelas keawetan alami tinggi sangat sedikit, dan sulit didapat dalam jumlah banyak, selain itu harganya cukup mahal.

-         Kyu berkelas keawetan III sampai dengan V cukup banyak dan mudah didapat dalam jumlah banyak dan cara pengerjaannya pun lebih mudah. Selain itu segi keindahannya cukup tinggi, hanay faktor keawetannya saja yang kurang, sehingga lebih efisien bila diawetka terlebih dahulu.

-         Di lain pihak dengan pengawetan kayu orang berusaha mendapatkan keuntungan finansial.

Tujuan pengawetan kayu:

-         Untuk memperbesar keawetan kayu sehingga kayu yang mulanya memiliki umur pakai tidak panjang menjadi lebih panjang dalam pemakaiannya.

-         Memanfaatkan pemakaian jenis-jenis kayu yang berkelas keawetan rendah dan sebelumnya belum pernah digunakan dalam pemakaian mengingat sumber kayu di Indonesia memiliki potensi hutan yang cukup luas dan banyak dengan aneka jenis kayunya.

-         Adanya industri pengawetan kayu akan memberi lapangan pekerjaan, sehingga pengangguran dapat di atasi.

Tabel : Klasifikasi keawetan kayu di Indonesia

Kelas Awet	I	II	III	IV	V
Selalu berhubungan dengan tanah lembab	8 tahun	5 tahun	3 tahun	Sangat pendek	Sangat pendek
Hanya dipengaruhi cuaca tetapi dijaga agar tidak terendam air dan kekurangan udara	20 tahun	15 tahun	10 tahun	Beberapa tahun	Sangat pendek
Di bawah atap tidak berhubungan dengan lembab dan tidak kekurangan udara	Tak terbatas	Tak terbatas	Sangat lama	Beberapa tahun	Pendek
Seperti di atas tetapi dipelihara dengan baik dan dicat	Tak terbatas	Tak terbatas	Tak terbatas	20 tahun	20 tahun
Serangan rayap tanah	Tidak	Jarang	Cepat	Sangat cepat	Sangat cepat
Serangan bubuk kayu kering	Tidak	tidak	Hampir tidak	Tidak berarti	Sangat cepat

            Sumber: Oey Djoen Seng (1951) LPHH – Bogor

 Aneka jenis kayu dengan kelas awet:

Jenis kayu	Kelas awet	Jenis kayu	Kelas awet
1.      Agathis (Damar) 2.       Bayur 3.      Bakau 4.      Balau 5.      Bangkirai 6.      Bedaru 7.      Belangeran 8.      Benuang 9.      Bintangur 10.  Bongin 11.  Bungur 12.  Cendana 13.  Cengal 14.  Dahu 15.  Durian 16.  Eboni 17.  Giam 18.  Gerunggang 19.  Gisok 20.  Jabon 21.  Jati 22.  Jelutung 23.  Jeujing (Sengon) 24.  Kapur (Kamper) 25.  Kemiri 26.  Kempas 27.  Kenari 28.  Keruing 29.  Kuku 30.  Kulim 31.  Lara 32.  Lasi 33.  Mahoni 34.  Matoa 35.  Melur	IV IV III I I-(I-III) I I-(I-III) V III III II-III II II-III IV IV-V I I IV II-III V I-(II) V IV/V II-III V III-IV IV III II I-(II) I-(II) II III III-IV IV	36.  Mentibu 37.  Meranti merah 38.  Meranti putih 39.  Merawan 40.  Merbau 41.  Mersawa 42.  Nyantoh 43.  Perupuk 44.  Petanang 45.  Pilang 46.  Pulai 47.  Ramin 48.  Rengas 49.  Resak 50.  Samuli 51.  Saniten 52.  Sonokeling 53.  Sonokembang 54.  Sungkai 55.  Tembesu 56.  Teraling 57.  Teretang 58.  Tusam (Pinus) 59.  Ulin 60.  Weru 61.  Jamuju 62.  Mindi 63.  Suren 64.  Waru 65.  Puspa 66.  Rsamala 67.  Punak 68.  Cempaka 69.  Putat 70.  Cemara	IV-V III-IV III-IV II-III I-II IV II-III IV/V III III III-V IV II III I/II III I I-II III I II-IV IV IV I II IV IV III-IV III III II III-IV I-II II-III II-III