Lantaikayu.asia Sifat-sifat kayu – Kayu, sebuah bahan konstruksi yang diperoleh dari organisme tumbuhan di alam, merupakan bagian keras dari pohon. Penggunaan kayu dalam konstruksi telah diakui sejak zaman sebelum masyarakat mengenal beton dan baja.
Material ini memiliki kekuatan tarik dan tekan yang relatif tinggi, dengan berat yang cenderung rendah. Keunggulan lainnya adalah ketahanannya terhadap pengaruh kimia dan listrik, kemudahan dalam proses pengolahan, relatif terjangkau dari segi harga, dapat digantikan dengan mudah, serta ketersediaannya yang relatif cepat.
Dengan sipat kayu seperti diatas, membuat kayu ini banyak di manfaatkan oleh manusia. Lantas, apa saja manfaat kayu ?
Manfaat Multifungsi dari Kayu
Hingga saat ini, kayu tetap menjadi bahan yang dicari dan diperlukan oleh banyak orang. Dalam konteks manfaatnya bagi kehidupan manusia, kayu memiliki beberapa sifat khusus yang menjadikannya terus diminati, antara lain:
- Sumber Kekayaan Alam yang Tak Pernah Habis
Kayu dianggap sebagai salah satu sumber kekayaan alam yang tidak akan habis, asalkan dikelola secara bertanggung jawab. Istilah “renewable resources” menggambarkan karakteristik ini dengan baik. - Bahan Mentah yang Mudah Diproses untuk Produk Lain
Kemampuan kayu untuk diproses menjadi berbagai produk, seperti kertas, bahan sintetik, dan tekstil, menjadikannya sebagai bahan mentah yang sangat berharga. - Sifat-Sifat Khas yang Tak Terduplikasi
Kayu memiliki sifat-sifat spesifik yang tidak dapat ditiru oleh material buatan manusia, seperti baja dan beton. Misalnya, elastisitas kayu dan kemampuannya untuk menahan beban tegak lurus terhadap seratnya, merupakan ciri khas yang sulit untuk ditandingi.
Mempelajari sifat-sifat kayu ini akan sangat penting untuk kita lakukan karena akan mempengaruhi sukses tidaknya proyek yang akan kita lakukan.
Misalnya, kita sedang menjalankan proyek pemasangan lantai kayu di area outdoor. Tentu kita perlu mengenal sifat kayu yang dapat bertahan di area outdoor, bagaimana cara mengoptimalkan kayu tersebut dan apa yang sebaiknya kita lakukan untuk proyek tersebut.
Dalam mempelajari sifat-sifat kayu, ada 3 poin utama yang menjadi garis besar, yaitu Sifat Fisik kayu, sifat Higroskopik dan sifat Mekanik. Kita akan ulas ini satu persatu.
Baca juga : Mengungkap Keunggulan Kayu Mahoni
Apa itu Sifat Fisik, sifat Higroskopik dan sifat Mekanik Kayu ?
Sifat fisik, sifat higroskopik, dan sifat mekanik adalah beberapa konsep penting yang terkait dengan karakteristik material seperti kayu.
- Sifat Fisik: Sifat fisik merujuk pada karakteristik atau properti yang dapat diukur secara langsung dari sebuah material tanpa mengubah komposisi kimianya. Pada kayu, sifat fisik dapat mencakup kepadatan, porositas, konduktivitas panas, konduktivitas listrik, warna, dan sebagainya. Informasi ini membantu dalam menentukan kegunaan dan aplikasi yang tepat untuk material tersebut.
- Sifat Higroskopik: Sifat higroskopik adalah kemampuan sebuah bahan untuk menyerap atau melepaskan air dari lingkungannya. Pada kayu, sifat higroskopik dapat memengaruhi dimensi dan stabilitasnya. Kayu memiliki sifat higroskopik yang signifikan, yang berarti ia dapat menyerap air dari udara jika kelembaban udara meningkat dan melepaskan air jika kelembaban udara menurun. Ini dapat menyebabkan pembengkakan atau penyusutan kayu tergantung pada perubahan kelembaban.
- Sifat Mekanik: Sifat mekanik mengacu pada respons material terhadap gaya atau beban yang diterapkan padanya. Pada kayu, sifat mekanik meliputi kekuatan, kekakuan, elastisitas, keuletan, dan sebagainya. Sifat mekanik ini penting untuk mengetahui seberapa baik kayu dapat menahan tekanan, tarikan, atau beban lainnya tanpa mengalami kerusakan atau deformasi yang tidak diinginkan.
SIFAT FISIK KAYU
| No. | Sifat Fisik | Keterangan |
|---|---|---|
| 1 | Berat Jenis | Beragam antara 0,2 t/m3 hingga 1,28 t/m3, menentukan kekuatan kayu. |
| 2 | Warna Kayu | Dipengaruhi oleh bagian kayu, usia, dan kadar air, menentukan tampilan estetika. |
| 3 | Keawetan Kayu Alami | Diklasifikasikan dalam 5 kelas awet, tergantung pada ketahanan terhadap serangan organisme pengganggu. |
| 4 | Tekstur | Dibagi menjadi bertekstur halus, sedang, dan kasar, menentukan penampilan permukaan kayu. |
| 5 | Serat | Dapat berserat lurus atau mencong, menentukan struktur dan karakteristik fisik kayu. |
| 6 | Akustik | Berkaitan dengan kemampuan kayu untuk bergetar dan mengeluarkan suara, mencerminkan elastisitas dan kesehatan kayu. |
| 7 | Resonansi | Menentukan kualitas suara yang dihasilkan oleh kayu, berguna untuk instrumen musik. |
| 8 | Pengaruh Temperatur | Menyebabkan perubahan dimensi pada kayu saat dipanaskan dan didinginkan. |
| 9 | Daya Hantar Panas | Kayu berpori yang cocok sebagai bahan isolasi panas, ruang hawa yang lebih besar meningkatkan kemampuan penyekatan panas. |
| 10 | Sifat-sifat Listrik | Kayu berperan sebagai penghantar listrik yang buruk dan isolator listrik yang baik, dipengaruhi oleh kadar air. |
Kita akan terangkan tabel diatas ini satu persatu sebagai pembelajaran lebih dalam mengenai sifat fisik dari kayu.
Berat Jenis Kayu
Berat jenis kayu diperoleh dengan membandingkan berat dan volume kayu dalam kondisi kering udara dengan kadar air sekitar 15 persen. Setiap jenis kayu memiliki berat jenis yang beragam, berkisar antara 0,2 hingga 1,28 ton per meter kubik.
Baca juga : Mengapa Mengukur Kadar Air Moisture Content Begitu Penting ?
Berat jenis kayu menunjukkan bobot kayu relatif terhadap volumenya dalam keadaan kering, menggambarkan kekuatan dan karakteristiknya. Setiap jenis kayu memiliki berat jenis yang bervariasi, menentukan kekuatan relatif dan keawetan kayu tersebut.
Warna Kayu
Warna kayu bergantung pada pigmen alami dan faktor lingkungan. Perbedaan warna dapat terlihat pada berbagai bagian kayu yang dipengaruhi oleh usia, tingkat kelembapan, dan pencahayaan, memberikan kayu corak dan tekstur yang unik.
| Warna Jelas | Warna Terang |
| Bagian Teras kayu | Inti kayu Gubal |
| Kayu Tua | Kayu Muda |
| Sudah lama | Baru di tebang |
| Kayu Kering | kayu Basah |
Keawetan Alami
Keawetan kayu menentukan daya tahan kayu terhadap serangan organisme pengurai seperti jamur, rayap, dan serangga lainnya. Zat-zat alami dalam kayu, seperti tectoquinon pada jati dan silica pada ulin, memengaruhi tingkat keawetan alami suatu jenis kayu.
Tekstur Kayu
Tekstur kayu mengacu pada ukuran sel dan serat kayu, memberikan kayu karakteristik bertekstur halus, sedang, atau kasar. Perbedaan tekstur ini memengaruhi kegunaan dan penampilan estetika dari material kayu.
Sifat Serat
Sifat serat kayu menunjukkan arah sel kayu terhadap sumbu batang pohon. Serat lurus atau mencong, serta serat berpadu, berombak, atau terpilin, memberikan variasi dalam tampilan dan sifat mekanik kayu, memengaruhi kekuatan dan keawetan material.
Sifat Akustik
Sifat akustik kayu terkait dengan elastisitasnya, menunjukkan kemampuan bahan untuk meneruskan atau tidak meneruskan suara. Getaran pada kayu yang sehat menghasilkan suara yang jernih, sementara kayu yang kehilangan elastisitasnya akan menghasilkan suara yang keruh. Frekuensi suara yang dihasilkan bergantung pada elastisitas dan ukuran kayu.
Resonansi
Resonansi pada kayu terjadi karena sifat elastisitasnya. Kayu dapat bergetar seiring dengan gelombang suara, memberikan kualitas nada yang baik. Karenanya, kayu sering digunakan dalam pembuatan alat musik, seperti kolintang, gitar, piano, biola, dan lainnya. Kemampuan kayu untuk menyerap suara menjadikannya pilihan yang baik untuk penutup lantai atau parquet, karena kayu tidak mudah bergetar dan menyerap gelombang suara.
Selengkapnya : harga lantai kayu
Pengaruh Temperatur
Kayu akan mengalami perubahan dimensi saat dipanaskan dan didinginkan, namun pengaruh temperatur tidak sebesar pengaruh perubahan kadar air kayu. Pada suhu normal, perubahan linier kayu dalam arah sejajar serat rendah (4.10-6) dibandingkan dengan bahan lain seperti besi. Perubahan temperatur terhadap arah serat dapat diabaikan karena pengaruh kadar air kayu yang lebih besar.
Daya Hantar Panas
Sifat berpori pada kayu membuatnya cocok sebagai bahan isolasi panas. Semakin besar ruang hawa yang terdapat pada kayu, semakin baik daya sekat panasnya. Kayu dengan rapat yang lebih rendah memiliki ruang hawa yang lebih besar, sehingga menjadi pilihan yang baik sebagai bahan penyekat panas.
Sifat Listrik
Kayu memiliki sifat sebagai penghantar listrik yang buruk dan sebagai bahan isolator listrik yang baik. Kemampuan konduktivitas listrik kayu dipengaruhi oleh kadar air kayu. Pada kadar air nol, kayu akan berfungsi sebagai bahan isolasi listrik yang sangat baik.
Sifat Higroskopik Kayu
Kadar Lengas
Berbeda dengan respons tubuh manusia terhadap perubahan suhu, kayu sangat peka terhadap fluktuasi kelembaban udara. Kadar lengas kayu berubah secara signifikan saat kelembaban udara berubah, tetapi kurang responsif terhadap perubahan temperatur yang sama. Perubahan kadar lengas kayu tidak hanya mempengaruhi dimensi kayu tetapi juga memengaruhi sifat fisik dan mekaniknya.
Sel-sel kayu menahan dua jenis air, yaitu air bebas (free water) yang mengisi ruang antar sel, dan air ikat (imbibed water) yang menembus dinding sel dan ditahan oleh pori-pori dinding tersebut. Saat kayu mengering, air bebas keluar terlebih dahulu, diikuti oleh air ikat.
Titik di mana air bebas telah habis keluar disebut sebagai titik jenuh serat (fiber saturation point), dengan kadar lengas sekitar 25% – 35% tergantung pada jenis kayu (± 28% untuk kayu jati). Pada saat kayu kering di bawah titik jenuh serat, dinding sel menjadi lebih padat dan serat kayu menjadi lebih kokoh dan kuat.
Baca selengkapnya : Daftar Kelas Kayu I II III Dari Kekerasan, Kekuatan Serta Keawetannya
Kembang Susut
Kemampuan kayu untuk mengembang dan menyusut bervariasi tergantung pada kadar lengasnya, namun besaran perubahan ini tidak seragam dalam berbagai arah. Terdapat tiga arah utama perubahan ini, yaitu:
- Arah radial: mengacu pada arah menuju pusat kayu.
- Arah tangensial: mengacu pada arah sejajar dengan garis singgung lingkaran.
- Arah axial: mengacu pada arah sejajar dengan panjang batang kayu.
Sifat Mekanik Kayu
Hubungan Arah Serat dan Arah Gaya
Kayu adalah benda anisotropik, sehingga sifat-sifat mekaniknya berbeda-beda dalam berbagai arah. Modulus keuletan, kekuatan tarik, tekanan, lentur, puntir, dan geser bervariasi tergantung pada tiga sumbu yang ada. Untuk memudahkan pemahaman, sifat mekanik akan dibedakan hanya terhadap dua sumbu, yaitu sejajar dengan arah serat (axial) dan tegak lurus arah serat (tangensial dan radial), karena sifat mekanik ke arah tangensial dan radial tidak terlalu berbeda.
Tidak seperti baja, kayu tidak memiliki batas keuletan yang tegas, namun diagram σ/ε untuk arah sejajar atau tegak lurus memiliki bagian yang lurus sebelum membengkok. Oleh karena itu, kayu tidak memiliki batas keuletan tetapi memiliki batas proporsional, yang merupakan titik pertemuan pada diagram σ/ε antara bagian garis lurus dan yang membengkok (titik P). Dalam praktiknya, batas proporsional ini dianggap sebagai batas keuletan dalam konstruksi baja.
Karena kayu terdiri dari serat-serat, dapat ditarik beberapa kesimpulan:
- Kayu lebih kuat dalam mendukung gaya tarik sejajar arah serat daripada tegak lurus arah serat (σtr// > σtrl)
- Menurut arah serat kayu, lebih kuat dalam mendukung tarikan daripada mendukung tekanan (σtr// = +2 – 2,5 σds//)
- Kayu lebih kuat dalam mendukung gaya tekan sejajar serat daripada tegak lurus arah serat (σds// = +1,2 σdsl)
- Kayu lebih kuat dalam mendukung gaya geser tegak lurus arah serat daripada menurut arah serat (τl > τ//). Besarnya τl ini sehingga jarang terjadi kayu patah karena gaya geser. Umumnya akan timbul retak-retak akibat tekanan lebih dulu daripada retak-retak τl.
Baca juga : Karakteristik Kayu Oak
Pengaruh Angka Rapat
Angka rapat merupakan hasil bagi berat kering tungku (oven dry) dengan isi potongan kayu. Kerapatan kayu ini merupakan indikator utama tentang kekuatan kayu, meskipun sifat-sifat lainnya juga berpengaruh (kadar lengas, arah serat, mata kayu, dll). Angka rapat tergantung dari banyaknya zat dinding sel setiap satuan isi. Kayu dengan serat kasar mengandung sedikit sel per satuan isi, yang berarti sedikit dinding selnya, sehingga rapatnya rendah pula. Jadi, semakin kecil angka rapat suatu kayu, semakin lemah kekuatan kayunya, dan semakin ringan pula kayu tersebut.
Pengaruh Cara dan Lamanya Pembebanan
Kayu dapat dikenai beban dengan berbagai cara, antara lain:
a. Dengan sekonyong-konyong (pembebanan kejut), terjadi pada tiang pancang kayu atau cerucuk kayu, di mana pembebanan hanya terjadi beberapa detik.
b. Jangka pendek, terjadi pada pengujian di laboratorium, yang memakan waktu sekitar 4-5 menit untuk setiap benda uji.
c. Jangka menengah, di mana kayu dikenai beban selama sebulan atau lebih, seperti pada pekerjaan perancah.
d. Jangka panjang, di mana kayu dikenai beban dalam waktu yang lama (lebih dari 10 tahun), seperti pada bangunan kayu pada umumnya.
Kayu memiliki sifat khusus di mana semakin cepat kayu tersebut dikenai beban (semakin singkat waktu pembebanannya), semakin besar tegangan yang dapat ditahan. Sebagai contoh, kayu yang dikenai beban selama 1 jam akan mampu menahan tegangan yang lebih besar daripada jika dikenai beban selama 1 tahun.
Oleh karena itu, kayu sangat cocok untuk menahan tegangan dalam jangka waktu yang singkat, seperti pada kuda-kuda, menara, dan hanggar, di mana gaya tekanan angin menjadi faktor utama dalam perhitungan, serta lantai (kecuali lantai gudang) yang hanya dikenai beban dalam waktu yang singkat.
Pengaruh Mata Kayu
Mata kayu memiliki pengaruh signifikan terhadap kekuatan kayu. Pada balok yang menanggung momen, jika mata kayu terletak pada bagian yang ditarik, kekuatan balok akan mengalami penurunan yang cukup besar. Bahkan penurunan ini lebih besar dibandingkan jika kita membuat lubang sebesar mata kayu itu sendiri. Penurunan kekuatan ini dapat dipahami karena selain adanya mata kayu, arah serat kayu di sekitar lokasi tersebut juga ikut melengkung dan tidak lagi lurus, yang akan berdampak seperti telah dijelaskan pada poin sebelumnya.
Jika mata kayu terletak pada bagian yang terdesak, pengaruhnya tidak begitu besar, sedangkan jika terletak di bidang netral, pengaruhnya semakin kecil. Pada batang desak (kolom), pengaruhnya bergantung pada panjang batang, di mana semakin langsing kolom, pengaruhnya semakin kecil. Pada batang tarik, mata kayu memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan kayu, yaitu mengurangi kekuatan batang kayu secara signifikan.
Namun, pengaruh mata kayu terhadap daya dukung kayu terhadap tegangan geser sejajar arah serat cenderung kecil.
Baca selengkapnya : Mengenal Decking Tile
Pemilihan aplikasi kayu untuk lantai harus memenuhi keriteria diatas. Jenis kayu yang paling banyak digunakan untuk penutup lantai adalah kayu Jati dan kayu Ulin.
