II.
METODE PRAKTEK
A. Waktu dan tempat
Praktikum fisika kayu ini dilaksanakan pada hari senin,
tanggal 15 Oktober 2012, (pada pukul 12.00 – 14.00 wita), di Laboraturium,
Fakultas Kehutanan Universitas hasanuddin.
B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah sebagai
berikut :
1.
Timbangan digital
untuk mengukur berat kayu
2.
Desikator untuk
menyerap air
3.
Oven untuk
memanaskan kayu
4.
Jangka sorong atau
caliper untuk mengukur dimensi kayu
5.
Kayu sebagai bahan yang
akan diukur
kayu
kamper
kayu
maranti
kayu
merbau
kayu
lilin
kayu
nyato
C. Prosedur Kerja
·
sediakan
5 jenis kayu ukuran 2 x 2 x 2 dan ukur dimensi kayu menggunakan jangka sorong
atau kapilersetelah itu ukur pula berat kayu menggunakan timbangan digital, dan
catat hasil pengamatan.
·
Sebelumnya,
memberikan tanda berupa garis pada tiga arah utama (longitudinal, tangensial dan
radial) contoh uji tersebut.
·
Masukkan
kayu ke dalam oven dengan suhu 103o 
2oC, tunggu sampai
sekitar 2 hari
·
Pada
hari ke 2 angkat kayu dari oven kemudian ukur brat kayu tersebut
·
Setelah
itu masukkan lagi kayu ke dalam oven selama 4 jam, kemudian ukur lagi berat
kayu tersebut.
·
Masukkan
lagi kedalam oven selama 1 hari kemudian ukur lagi berat kayu tersebut. Ukur
pula panjang dan lebar kayu tersebut.
·
Kemudian
kayu direndam kedalam air dan ukur lagi berat kayu.
III.
HASIL DAN PEMBAHASAN
HASIL.
|
Kayu
|
Berat awal (g)
|
P (mm)
|
L (mm)
|
T (mm)
|
|
Merbau
|
21,01
|
21,01
|
20,66
|
21,03
|
|
Lilin
|
21,88
|
21,88
|
21,87
|
21,70
|
|
Kamper
|
5.38
|
20,75
|
23,40
|
20,28
|
|
Meranti
|
3,02
|
19,97
|
22,56
|
23,48
|
|
Nyato
|
4.66
|
23,03
|
22.85
|
22,43
|
Berat setelah di oven selama 48 jam
|
Kayu
|
Berat (g)
|
|
Merbau
|
6,35
|
|
Lilin
|
2,91
|
|
Kamper
|
4,84
|
|
Meranti
|
2,75
|
|
Nyato
|
4,20
|
Berat kayu setelah di oven selama 4 jam
|
Kayu
|
Berat (g)
|
|
Merbau
|
6,37
|
|
Lilin
|
2,95
|
|
Kamper
|
4,87
|
|
Meranti
|
2,74
|
|
Nyato
|
4,21
|
Setelah di oven lagi selama 1 hari
|
Kayu
|
Berat (g)
|
|
Merbau
|
6,36
|
|
Lilin
|
2,94
|
|
Kamper
|
4,86
|
|
Meranti
|
2,75
|
|
Nyato
|
4,25
|
Pengukuran terakhir
|
Kayu
|
Berat (g)
|
P (mm)
|
L (mm)
|
|
Merbau
|
6,35
|
20,98
|
21,45
|
|
Lilin
|
2,91
|
21,33
|
22,72
|
|
Kamper
|
4,84
|
20,4
|
23,55
|
|
Meranti
|
2,75
|
20,94
|
22,73
|
|
Nyato
|
4,20
|
28,02
|
22,40
|
Berat kayu setelah direndam air
|
Kayu
|
Berat (g)
|
|
Merbau
|
8,62
|
|
Lilin
|
9,40
|
|
Kamper
|
9,19
|
|
Meranti
|
9,68
|
|
Nyato
|
9,90
|
IV. KESIMPULAN
Kadar air kayu adalah banyaknya air yang
terdapat di dalam kayu atau produk kayu biasanya dinyatakan secara kuantitatif
dalam persen (%) terhadap berat kayu bebas air atau berat kering tanur (BKT),
namun dapat juga dipakai satuan terhadap berat basahnya. Berat kering tanur dijadikan
sebagai dasar karena berat kering tanur merupakan indikasi dari jumlah
substansi/bahan solid yang ada (Panshin dan de Zeeuw, 1980). Rumus yang
digunakan untuk mencari besarnya kadar air adalah sebagai berikut :
%KA= (berat dengan air / BKT) x 100
Karena penyebutnya adalah berat kering bukan
berat total, kadar air yang dihitung dengan cara ini dapat melebihi 100%. Salah
satu cara yang paling lazim untuk menentukan kadar air adalah dengan menimbang
contoh uji basah dan mengeringkannya dalam tanur pada 103 ± 2oC untuk
mengeluarkan semua air, kemudian menimbangnya kembali. Rincian metode kering
tanur ini diterangkan di dalam standar ASTM (American Society for Testing and
Materials) D 2016. Apabila menggunakan metode kering tanur, kadar air dapat
dihitung sebagai berikut
%KA={(berat dengan air – BKT)/BKT}x100
Suatu contoh mungkin dapat menolong
menggambarkan bagaimana kandungan air dihitung. Suatu balok meranti merah
(Shorea leprosula) segar mempunyai berat total 970 g. Setelah dikering tanurkan
berat¬nya menjadi 390 g. Berapa kandungan airnya ?
%KA={(970-390)/390}x100 = 149%
Perlu diingat bahwa apabila menghitung
kandungan air, banyaknya air dinyatakan sebagai suatu persen berat kayu kering
tanur. Metode penghitungan kandungan air ini adalah standar yang diterima untuk
semua kayu gergajian, kayulapis, papan partikel, dan produk produk papan serat
di Amerika Serikat dan di sebagian besar dunia. Tetapi dalam industri pulp dan
kertas serta untuk kayu yang digunakan sebagai bahan bakar banyaknya air sering
dinyatakan sebagai persen berat total yaitu berat kayu ditambah airnya. Dalam
praktek hasil hasil hutan secara umum, apabila dasar untuk menghitung kandungan
air tidak diberikan/dinyatakan maka dapat dianggap atas dasar berat kering
tanur. Apabila dasar berat basah digunakan, harus ditunjukkan sebagai kandungan
air (atas dasar berat basah).
Persamaan dasar untuk kandungan air dapat
diubah ke bentuk bentuk yang mudah untuk digunakan di dalam situasi-¬situasi
yang lain. Misalnya, memecahkan persamaan untuk berat kering tanur apabila
berat basah diketahui yaitu menggunakan rumus :
BKT=berat basah / {1+(%KA/100)}
Jika air berhubungan dengan kayu baik kayu
hidup maupun kayu dalam pemakaian, maka sesudah dinding sel jenuh dengan
air akhirnya rongga sel akan terisi air bebas. Kadar air maksimum
akan tercapai apabila semua rongga dalam dinding sel telah jenuh air dan rongga
sel penuh dengan air.
PEMBAHASAN
Penyusutan kayu terjadi
bila kayu kehilangan air dibawah titik jenuh serat yaitu kehilangan air
terikatnya. Kayu bersifat anisotropi yaitu kayu akan mengalami perubahan
dimensi yang tidak sama pada tiga arah struktural. Penyusutan pada arah
longitudinal lebih kecil sehingga tdk diperhitungkan. Sedangkan penyusutan pada
arah tangensial lebih besar daripada penyusutan pada arah radial, biasanya
mencapai dua kali atau lebih. Penyusutan kayu dipengaruhi oleh beberapa faktor
yaitu kelembaban, kerapatan, struktur anatomi, ekstraktif, komposisi kimia dan
tegangan mekanis.
1. Berat Kayu
Hasil pengamatan terhadap
kayu mangga diperoleh berat kayu pada beberapa kondisi. Yakni berat kayu pada
kondisi basah yakni sebesar 7,58 gram, berat pada saat kering udara diperoleh
sebesar 5,80 gram, dan berat pada kondisi berat kering tanur yakni sebesar 4,97
gram.
Berat kayu berbeda-beda
pada setiap kondisi karena kandungan air yang ada di dalam kayu pada tiap
kondisi berbeda-beda pula sehingga berat kayu bervariasi pula. Hal ini dapat
pula dipengaruhi oleh suhu pada lingkungan sekitar.
2. Perubahan Dimensi
Hasil pengamatan terhadap
kayu Mangifera indica dapat diperoleh data perubahan dimensi
kayu yakni pada saat basah dan pada saat kering tanur. Perbedaan dimensi kayu
dalam hal ini yakni dari volume awal 9,9 cm3 menjadi
volume tanur 8,8 cm3.
Perubahan dimensi pada kayu
ini disebabkan oleh perubahan jumlah kadar air yang ada di dalam dinding sel
dari kayu tersebut. Pada saat kondisi basah, dimensi kayu lebih besar, karena
jumlah air terikat pada dinding sel lebih besar. Sebaliknya pada saat kayu
dikeringtanurkan maka suhu sekitar kayu menjadi sangat tinggi sehingga air
terikat yang ada di dalam dinding sel keluar dan turun di bawah titik jenuh
serat.
3. Kadar Air
Kadar air pada kayu berarti
banyaknya jumlah air yang terkandung di dalam kayu dibandingkan terhadap berat
kering tanur dan dinyatakan dalam bentuk persen.
Setelah dilakukan
pengamatan terhadap kayu mangga, diperoleh data berat kayu pada saat basah dan
berat kayu setelah dioven.
4. Berat Jenis
Berat jenis kayu yakni
perbandingan berat kering tanur terhadap volume kondisi tertentu dibagi dengan
berat jenis air pada suhu standar.
5. Pengembangan dan Penyusutan
Kayu
Penambahan air atau hal lain zat cair yang poler pada zat
dinding sel akan menyebabkan jaringan mikrofibril itu mengembang sebanding dengan
banyaknya cairan yang ditambahkan. Keadaan ini terus berlangsung hingga titik
jenuh serat tercapai. Dalam proses ini dikatakan bahwa kayu mengalami
pengembangan atau pemuaian.
DAFTAR PUSTAKA
Haygreen,
J.G. dan J.D. Boywer, 1995. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Universitas
Gadjah Mada Press, Yogyakarta.
Dumanauw,
J.F., 1999. Mengenal Kayu. Pika, Semarang.
I. PENDAHULUAN
Sifat fisika
kayu adalah sifat-sifat asli dari kayu (wood inheren factors) yang dapat
berubah-ubah karena adanya pengaruh lingkungan (suhu dan kelembaban udara).
Yang
termasuk sifat fisika kayu ini antara lain kadar air, berat jenis/kerapatan,
perubahan dimensi kayu, sifat termis
kayu, sifat elektris, sifat resonansi dan sifat akustik
Sifat fisika
kayu ditentukan oleh faktor–faktor yang inheren pada struktur kayu, yaitu :
1. Banyaknya
zat dinding sel yang ada dalam sepotong kayu
- Susunan dan arah
mikrofibril dalam sel-sel dan jaringan–jaringan
- Susunan kimia zat
dinding sel.
a.
Kadar Air Kayu
Kadar air kayu adalah banyaknya air yang terdapat di
dalam kayu atau produk kayu biasanya
dinyatakan secara kuantitatif dalam persen (%) terhadap berat kayu bebas air
atau berat kering tanur (BKT)
1. Letak air dalam
kayu
Uap air
Uap
air
Dinding sel
air cair dinding
sel
Air dalam
sel kayu basah Air dalam sel kayu
kering
— Titik jenuh serat (TJS) : titik dimana keadaan semua
air cair di dalam rongga sel telah dikeluarkan tetapi dinding sel masih jenuh
(25 – 30%). Kondisi ini merupakan titik yang kritis, karena pada keadaan ini
kayu dapat terganggu oleh perubahan‑perubahan dalam besarnya fluktuasi
kandungan air.
— Air bebas : air
yang berada dalam rongga sel.
— Air terikat :
air yang berada dalam dinding sel.
— Berat kering
tanur : kondisi dimana air sudah keluar semua dari dinding sel dan rongga
sel/kadar air pada 0%.
— Kadar air
seimbang : kadar air yang sesuai
dengan keadaan kadar air sekelilingnya atau disebut juga kondisi kering udara
(12 – 18%).
Air bebas lebih
mudah keluar dibanding air terikat yang disebabkan oleh :
— Adanya gaya kapiler
— Perbedaan tekanan uap air, dari bagian dalam kayu yang
masih dalam kondisi basah menekan keluar
— Perbedaan kelembaban, yang menyebabkan air dari bagian
dalam mengalir keluar menuju kepermukaan sehingga menggantikan air permukaan
kayu yang hilang menguap.
2.
Penghitungan
Kadar Air
— Rumus yang digunakan untuk mencari besarnya kadar air
adalah sebagai berikut :
Ka = 
Bb = berat basah
Bkt = berat kering tanur
b.
Berat Jenis dan Kerapatan
Berat Jenis : perbandingan kerapatan bahan dengan kerapatan
air (1 g/cm 3 atau 1000kg/m 3)
Kerapatan (R): massa atau berat/satuan volume
— Ada 4 kondisi volume kayu yang sering digunakan di
dalam perhitungan berat jenis maupun kerapatan yaitu :
◦ Volume segar/basah, yaitu bila dinding sel atau rongga
sel jenuh dengan air atau pada kondisi di atas titik jenuh serat
◦ Volume pada kondisi kering udara/kering angin/kadar
air seimbang
◦ Volume pada kondisi kadar air senyatanya
◦ Volume pada kondisi kering tanur.
— 
Cara menentukan
volume kayu :
-
Mengukur kayu
dengan kaliper
-
Dengan pencelupan
— Kayu dengan BJ dasar 0,36 disebut kayu ringan, BJ
dasar 0,36 – 0,56 disebut kayu dengan berat sedang dan BJ dasar lebih dari 0,56
disebut kayu berat.
Berat kayu merupakan jumlah berat
dari :
◦ Zat kayu (dinding sel)
◦ Ekstraktif
◦ Jumlah air yang ada di dalam kayu.
Pada umumnya berat jenis kayu bergantung kepada :
— Besarnya sel
— Tebalnya dinding sel
— Hubungan antara jumlah sel yang bermacam-macam serta
tergantung besar dan tebalnya dinding sel.
— Berat jenis dan kerapatan kayu adalah faktor–faktor yang
menentukan sifat fisika dan mekanika kayu.
Kayu terdiri dari sel–sel dan rangka sel–sel ,ini adalah dinding sel yang terdiri atas zat
kayu. Karena itu untuk kayu yang kering
tanur dengan berat dan volume tertentu merupakan petunjuk banyaknya zat kayu
(jika variasi adanya ekstraktif diabaikan) dan juga petunjuk volume udara yang
ada dalam rongga–rongga sel yang kosong.
Banyaknya zat kayu merupakan petunjuk tentang :
— Kekuatan kayu, sifat pengerjaan dan finishing nya
— Rongga dalam kayu, yang banyak menentukan banyaknya air
yang dapat diabsorbsi
— Kerapatan kayu yang sangat menentukan perubahan–perubahan
pada dimensi kayu, yang disebabkan
karena perubahan pada kadar airnya.
Kerapatan kayu berhubungan langsung dengan porositasnya, yaitu proporsi
volume rongga kosong. Sekeping kayu segar pinus dengan kerapatan 23,4 pon bahan
kayu kering/feet3 berisi kira‑kira 25% bahan dinding sel dari 75%
rongga (terutama rongga sel) menurut volumenya. Sebaliknya, white oak dengan
kerapatan 46,8 pon kering/feet3 mempunyai volume rongga kira‑kira
50%.
Sifat‑sifat fisika-mekanika kayu ditentukan oleh tiga ciri:
— 1. Porositasnya atau proporsi volume rongga, yang dapat
diperkirakan dengan mengukur kerapatannya
— 2.Organisasi struktur sel, yang meliputi struktur mikro
dinding sel dan variasi serta
proporsi tipe‑tipe sel/organisasi struktur sel terutama merupakan fungsi dari
spesies; dan
— 3. Kandungan air (pengaruh air terikat pada sifat-sifat
kayu)
Penyusutan dan Pengembangan Dimensi Kayu
Jika kayu mengalami kehilangan air di bawah TJS maka kayu menyusut jika air
memasuki
% Penyusutan kayu :
% Pengembangan kayu :
Perubahan dimensi pada :
arah longitudinal : 0,1–0,2 %
arah radial : 2,1 – 8,5 %
arah tangensial :
4,3–14%.
Daya apung kayu : Kemampuan kayu untuk mengapung disebabkan karena kekuatan apung (buoyant
force) yang timbul sebagai akibat perbedaan antara kerapatan kayu dan
kerapatan air yang didesak oleh kayu tersebut jika terendam
