Laporan Praktikum Sifat-sifat Dasar Kayu Akasia Daun Lebar
Postingan ini diperbarui 10 Desember 2021
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
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.
Edi (2016) mengemukakan bahwa kayu merupakan bahan hasil hutan yang mudah diproses untuk dijadikan berbagai barang sesuai dengan kreativitas dan kemajuan teknologi. Kayu mempunyai beberapa sifat istimewa yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain, sehingga kehadiran kayu senantiasa diperlukan oleh manusia untuk memenuhi sebagian dari kebutuhan hidupnya sehari-hari. Dalam industri pengolahan kayu batangan atau log, menyisakan limbah kayu berupa : cabang, ranting, daun, serbuk gergaji, dan akar. Selain itu sebenarnya ada bahan kayu yang dibuang atau ditinggalkan karena nilai jualnya rendah yaitu batang kayu yang rusak atau cacat.
Cacat batang kayu dalam hal ini adalah cacat alam merupakan kerusakan yang terjadi selama proses pertumbuhan kayu di alam. Cacat kayu di alam ini merupakan akibat serangan dari luar pohon selama masa pertumbuhannya. Serangan itu antara lain pohon terluka sebagian karena patah dahan, pohon terbakar sebagian dan masih hidup, pohon terbebani himpitan beban besar seperti batu, pohon dilukai hewan pengerat, dan lain sebagainya. Kondisi ini menghasilkan pohon yang terluka sehingga dapat diserang oleh jamur, serangga, atau hewan lainnya, serta pelapukan oleh cuaca. Hal tersebut lambat laun mengakibatkan cacat pada batang pohon.
Karlinasari (2006) menyatakan bahwa penyimpangan atau abnormalitas dari struktur normal dalam kayu tidak diperhatikan apabila kayu dianggap sebagai bahan organisme hidup dan sebagai bahan subjek yang dipengaruhi oleh berbagai faktor sepanjang hidupnya. Namun ketika kayu dilihat dari sudut pandang sebagai bahan baku kontruksi maka abnormalitas dalam struktur kayu sangat diperhatikan karena dapat menurunkan nilai fungsinya. Akan tetapi, berbeda dengan kayu abnormalitas pada kayu akasia yang memilki nilai ekonomi dalam hal bahan baku pulp kertas.
Beberapa penelitian terdahulu menyebutkan bahwa akasia daun lebar pada umur empat tahun sudah bisa digunakan sebagai bahan baku pulp kertas dengan kualitas sedang sampai baik dalam pertumbuhan kayu normal. Dalam hal ini belum diketahui secara pasti bahan baku yang dimilki akasia daun lebar pada pertumbuhannya yang abnormalitas. Oleh sebab itu perlu dilakukan praktikum sifat-sifat dasar kayu abnormalitas aksia daun lebar.
1.2 Tujuan Praktikum
Tujuan praktikum sifat-sifat dasar kayu adalah sebagai berikut:
- Mengetahui macam-macam kadar air kayu dan pengertiannya
- Memahami cara pengukuran kadar air kayu pada kondisi basah/maksimum dan kondisi kering udara menggunakan oven.
- Memhami cara pengkuran berat jenis (Britsh standard, 1957) dan kerapatan (DIN standard, 1994).
- Menentukan besarnya kerapatan contoh uji pada kondisi volume basah, volume kering udara dan volume kering tanur.
- Memahami cara pengukuran dan mengukur besarnya penyusutan pada arah longitudinal, radial dan tangensial dari kondisi basah ke kering tanur dan pengembangan dari kondisi kering tanur ke kondisi basah.
- Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi penyusutan dan pengembangan.
- Memahami hal-hal yang menyebabkan perbedaan penyusutan pada ketiga arah tersebut.
- Memahami hubungan kadar air dengan penyusutan (buat grafik) dan hubungan berat jenis dengan penyusutan.
- Memahami cara pngukuran dan mengukur besarnya sifat mekanika kayu.
- Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanika kayu.
- Menentukan besar kandungan kadar air kayu (serbuk), ekstaktif kayu yang larut dalam pelarut air panas, dan larut dalam pelarut air dingin.
- Menentukan besar kandungan abu dalam kayu.
Baca juga: 3 Jenis Pohon Penghasil Kayu Pulp
II. TINJUAN PUSTAKA
2.1 Gambaran Umum Akasia Daun Lebar
Pohon aksia daun lebar pada umumnya besar dan bisa mencapai ketinggian 30 m, dengan batang bebas cabang lurus yang bisa dicapai lebih dari setengah total tinggi pohon. Pohon akasia mencapai diameter setinggi dada lebih dari 60 cm, akan tetapi dihutan alam, pernah dijumpai pohon dengan diameter hingga 90 cm (Marsoem, 2014).
Klasifikasi pohon akasia daun lebar menurut Marsoem (2014) adalah:
Kingdom = Plantea
Devisi = Spermatophyta
Subdevisio = Angiospermae
Kelas = Dikotil
Ordo = Rosales
Famili = Fabaceae
Genus = Acacia
Spesies = Acacia mangium
Akasia daun lebar tidak memerlukan persayaratan tumbuh yang tinggi. Jenis ini dapat tumbuh pada tanah miskin hara, padang alang-alang, bekas tebangan, tanah-tanah tererosi, tanah berbatu dan juga pada tanah aluvial. Jenis tumbuhan ini tumbuh baik pada tanh laterit, yaitu tanah dengan kandungan oksida besi dan alumunium yang tinggi. Meskipun demikian, jenis ini tidak toleran terhadap naungan dan lingkungan salin (asin). Dibawah naungan, tumbuhan ini akan tumbuh kerdil dan kurus. Akasia daun lebar membutuhkan curah hujan antara 1500-4000 mm per tahun. Tapi jenis ini juga ditemukan pada daerah yang mempunyai kondisi iklim kering dan curah hujan rata-rata 1500-2300 mm per tahun (Marsoem, 2014).
2.2 Kayu Abnormalitas
Barly (2001) menyatakan bahwa kayu abnormalitas dibagi menjadi dua bagian, yaitu (1) cacat yang ditiumbulkan dari pengaruh lingkungan sepajang pohon itu hidup antara lain penyimpangan bentuk pohon, serat terpilin, kayu reaksi (kayu tekan dan kayu tarik), pertumbuhan lingkar tahun abnormal, warna yang abnormal dan lain-lain dan (2) cacat yang diakibatkan oleh pertumbuhan alami seperti mata kayu dan empulur. Cacat alami antara lain : cacat mata kayu busuk, cacat mata kayu lepas, cacat hati rapuh, can cacat hati berlubang.
Cacat batang kayu mengakibatkan penurunan pada kekuatan kayu, mutu, nilai pakai, bahkan kayu sama sekali dianggap tidak bisa digunakan. Hal ini mengakibatkan harga kayu turun dratis. Tindakan yang dilakukan apabila ditemukan cacat batang pada kayu dalam industri pengolahan kayu log biasanya adalah dengan memotong bagian batang kayu yang cacat kemudian disingkirkan untuk tidak masuk dalam proses produksi selanjutnya (Edi, 2016).
2.3 Sifat Fisik Kayu
2.3.1 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).
2.3.2 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 dan Cote, 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).
2.3.3 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).
Baca juga: Laporan Praktikum Pelet Kayu Akasia Daun Lebar
2.4 Sifat Mekanika Kayu
Sifat mekanika meupakan syarat-syarat terpenting bagi pemilihan kayu sebgai bahan struktural, misalnya untuk kontruksi bangunan, palang-palang lantai, tiang listrik, perabot rumah tangga dan lain-lain. Menurut Panshin dan Zeeuw (1980) mendefinisikan sifat mekanika kayu sebagai kekuatan atau kemampuan kayu guna menahan gaya-gaya yang berasal dari luar. Terdapat tiga macam bentuk gaya primer yang mengenai kayu (Panshin dan Zeeuw, 1980), yaitu:
- Gaya tekan (compresisive stress) adalah Gaya yang mengakibatkan pemendekan ukuran atau memperkecil volume benda.
- Gaya tarik (tensile stress) adalah gaya yang cenderung untuk menambahkan dimensi atau volume benda.
- Gaya geser (shear stress) adalah gaya yang mengakibatkan satu bagian benda bergeser terhadap bagian benda lainnya.
Pengaruh perubahan bentuk akibat dari pengaruh gaya yang mengenai dikenal dengan istilah regangan (strain) yang nilainya menunjukan deformasi per unit yang disebut dengan batas proporsi, maka terdapat hubungan garis lurus antara besarna gaya dengan regangan yang dihasilkan. Hubungannya dikaitkan dengan bidang yang berada dibawah garis lurus yang memiliki usaha yang dapat dipulihkan lagi (Panshin dan Zeeuw, 1980).
Besar kecilnya nilai mekanika kayu dipengaruhi oleh faktor berbagai hal, diantaranya : suhu, mata kayu, oragnisme perusak kayu, kemiringan serat, kadar air, berat jenis, dan kayu retak. Faktor tersebut mempunyai peranan masing-masing dalam mempengaruhi nilai mekainika suatu kayu. Dalam hubungan ini dibedakan beberapa macam-macam mekanika kayu, diantaranya : Keteguhan tarik, keteguhan kompresi, keteguhan geser, ketenguhan lengkung, kekerasan, keuletan, kekakuan, dan keteguhan belah (Dumanauw, 1994).
Kriteria kelas kuat berdasarkan berat jenis kering udara, keteguhan patah, keteguhan lentur, dan kekerasan kayu disajikan dalam tabel 1 dibawah ini,
2.5 Sifat Kimia Kayu
2.5.1 Kandungan Ekstraktif
Zat ekstraktif merupakan sifat kimia kaya yang zat-zatnya mengisi rongga-rongga mikro dalam dinding sel atau rongga lain. Zat ekstraktif kayu terdiri dari bahan-bahan organik non polimer yang dapat dipisahkan melalui pelarutan dalam pelarut-pelarut netral seperti larutan air dingin yang menghasilkan tanin. Kandungan ekstraktif berkisar antara 3-8% dari berat kayu kering tanur dan termasuk di dalamnya adalah minyak, resin, lilin, lemak, gula pati, zat warna, protein, damar dan asam-asam organik (Soenardi, 1976).
Kandungan dan komposisi ekstraktif berubah-ubah diantara kayu namun variasi yang tergantung pada tapak geografis dan musim. Ekstraktif ini terkonsentrasi dalam saluran resin dan sel-sel parenkim jari-jari, jumlah yang rendah juga terdapat dalam lemela tengah, interseluler, dinding sel trakeid dan serabut libriform. Zat ekstraktif ini juga terdapat pada semua bagian kayu (Sarinah dan Jemi, 2019).
Komponen-komponen anorganik yang terlarut dalam ekstraksi dengan air dingin antara lain: tanin, gum, dan bahan pewarna kayu. Ekstraktif tidak hanya penting untuk mengerti taksonomi dan biokimia pohon-pohon tetapi juga penting bila terkaitkan dengan aspek-aspek teknologi. Ekstraktif dengan air panas akan melarutkan zat pati (amilum), gula dan zat ekstraktif yang terlarut dalam air dingin. Bagian kayu teras biasanya memiliki kandungan zat ekstraktif lebih tinggi daripada kayu gubal. Variasi kandungan ekstraktif dalam batang berhubungan dengan kayu teras. Kandungan resin kayu awal lebih rendah dari kayu akhir, karena saluran resin cenderung lebih terkonsentrasi pada kayu akhir (Brown et al., 1952).
2.5.2 Kandungan Abu Kayu
Abu kayu merupakan sifat kimia yang terdiri dari bahan anorganik dan senyawa dengan berat molekul rendah dalam jumlah kecil (jarang lebih dari 1% dari berat kayu kering). Mineral kayu berasal dari berbagai garam yang diendapkan dalam dinding sel dan rongga sel. Garam-garam yang khas adalah garan logam seperti karbonat, silikat, oksalat, dan fosfat. Komponen logam yang paling banyak adalah kalsium, kalium, dan magnesium (Dumanauw, 1994).
Silahkan download selengkapnya laporan praktikum sifat-sifat dasar kayu akasia daun lebar.