Sifat kayu

Kayu adalah bahan paling populer kedua yang digunakan dalam konstruksi, furnitur, lantai, dan barang-barang lainnya. Meskipun batu masih mendominasi konstruksi bangunan, kayu baru-baru ini mengalami peningkatan yang luar biasa. Berikut adalah beberapa fakta menarik lainnya tentang kayu dan berbagai karakteristik mekanis, kimia, dan fisiknya.

Warna, kilau, tekstur, struktur makro, bau, kelembaban, penyusutan, tegangan internal, pembengkakan, retak, lengkungan, densitas, dan konduktivitas suara-elektro-termal adalah beberapa karakteristik fisik dasar kayu. Penampilan kayu dipengaruhi oleh warna, kilau, tekstur, dan struktur makronya.

Berbagai jenis kayu hadir dalam berbagai warna, mulai dari putih (aspen, cemara) hingga hitam (eboni). Kayu memperoleh warna dari tanin, resin, dan pigmen dalam rongga sel. Nah, pada artikel kali ini saya akan membahas semua sifat-sifat kayu yang meliputi sifat fisik, kimia, mekanik, dll.

Sifat kayu

Berikut ini adalah sifat-sifat utama kayu:

• Sifat mekanis
• Sifat termal
• Properti listrik
• Properti akustik
• Karakteristik sensorik
• Kerapatan dan berat jenis
• Degradasi
• Higroskopisitas
• Penyusutan dan pembengkakan

• Karakteristik sensorik

Warna, kilau, bau, rasa, tekstur, butir, bentuk, berat, dan kekerasan kayu adalah contoh dari sifat sensorik. Untuk tujuan identifikasi atau kegunaan lain, fitur makroskopik tambahan ini berguna dalam menggambarkan sepotong kayu. Ada kayu dalam berbagai warna, meskipun sebagian besar kayu berwarna putih dan coklat. Warna lain termasuk kuning, hijau, merah, dan praktis putih bersih. Tergantung pada perbedaan warna antara kayu teras, kayu gubal, kayu awal, kayu akhir, pari, dan saluran resin, variasi dapat terlihat pada sepotong kayu. Pemutihan atau pewarnaan, serta kontak yang terlalu lama dengan lingkungan, dapat mengubah warna alami. Belalang hitam, belalang madu, dan beberapa spesies tropis hanyalah beberapa contoh hutan cemerlang.

Beberapa spesies, seperti cemara, abu, basswood, dan poplar, memiliki kilau alami yang terutama terlihat pada permukaan radial. Karena senyawa volatil yang ditemukan dalam kayu, bau dan rasa dihasilkan. Mereka kadang-kadang merupakan ciri pembeda yang berguna, meskipun sulit untuk diartikulasikan. Istilah "tekstur" mengacu pada seberapa seragam permukaan kayu, biasanya melintang, muncul. Seperti dalam tekstur atau butiran kasar, halus, atau bahkan, butiran sering digunakan secara bergantian dengan tekstur. Ini juga dapat digunakan untuk menggambarkan arah bagian kayu, seperti lurus, spiral, atau bergelombang. Kadang-kadang biji-bijian digunakan sebagai pengganti gambar, seperti dalam kasus biji-bijian perak di pohon ek. Gambar tersebut mengacu pada pola atau desain organik pada permukaan kayu (biasanya radial atau tangensial).

Berat dan kekerasan dianggap sebagai sifat sensorik dalam diagnostik daripada pengertian teknis; berat ditentukan hanya dengan mengangkat tangan, dan kekerasan ditentukan dengan menekan dengan ibu jari. Ada kayu yang lebih ringan dan lebih berat yang dapat ditemukan di daerah tropis, dengan bobot berkisar antara 80 hingga 1.300 kg per meter kubik (5 hingga 80 pon per kaki kubik) untuk balsa dan lignum vitae, masing-masing. Kayu beriklim sedang biasanya memiliki berat sekitar 300 hingga 900 kg per meter kubik (kira-kira 20 hingga 55 pon per kaki kubik) dalam kondisi kering udara.

Kerapatan dan berat jenis

Berat jenis adalah perbandingan antara berat atau massa kayu dengan air, sedangkan densitas adalah berat atau massa suatu satuan volume kayu. Karena 1 cc air memiliki berat 1 gram, kerapatan rata-rata dan berat jenis kayu cemara Douglas masing-masing adalah 0,45 gram per sentimeter kubik (g/cc), dalam sistem pengukuran metrik. (Satu gram per sentimeter kubik, atau kira-kira 62,4 pon per kaki kubik, dinyatakan sebagai berat per satuan volume.) Karena kayu bersifat higroskopis, jumlah kelembapan sangat memengaruhi berat dan volumenya, sehingga menentukan kerapatannya lebih sulit daripada kayu lainnya. bahan. Berat dan volume dihitung pada nilai kelembaban yang telah ditentukan untuk menghasilkan hasil yang serupa.

Berat dan volume dihitung pada nilai kelembaban yang telah ditentukan untuk menghasilkan hasil yang serupa. Berat kering oven (hampir sedikit kadar air) dan volume kering oven atau hijau adalah standar (hijau mengacu pada kadar air di atas titik jenuh serat, yang rata-rata sekitar 30 persen). Representasi kepadatan lainnya, seperti yang didasarkan pada berat dan volume kering udara atau berat dan volume kayu hijau, kurang tepat tetapi memiliki aplikasi praktis tertentu, seperti dalam pengiriman kayu.

Higroskopisitas

Jika bersentuhan dengan air, kayu dapat menyerapnya sebagai cairan atau uap dari udara. Air adalah cairan atau gas paling signifikan yang dapat diserap kayu, meskipun demikian. Kayu selalu mengandung kelembapan karena sifatnya yang higroskopis, baik sebagai komponen pohon hidup maupun bahan. (Istilah air dan kelembapan digunakan secara bergantian di sini.) Kelembaban berdampak pada semua aspek kayu, meskipun harus digarisbawahi bahwa hanya kelembapan yang ditemukan di dinding sel yang signifikan; kelembaban yang ditemukan di rongga sel tidak lebih dari menambah berat badan.

Penyusutan dan pembengkakan

Ketika tingkat kelembaban dalam kayu bervariasi di bawah titik jenuh serat, terjadi perubahan dimensi. Penyusutan dan pembengkakan masing-masing disebabkan oleh perolehan dan kehilangan kelembaban. Perubahan dimensi ini bersifat anisotropik, artinya berbeda dalam arah aksial, radial, dan tangensial. Kira-kira 0,4 persen, 4 persen, dan 8 persen, masing-masing, adalah nilai penyusutan rata-rata. Kehilangan volume sekitar 12%, tetapi ada perbedaan yang signifikan antar spesies. Angka-angka ini diberikan sebagai persentase dimensi hijau dan sesuai dengan transformasi dari hijau ke kondisi kering oven. Struktur dinding sel terutama bertanggung jawab atas penyusutan dan pembengkakan diferensial dalam berbagai orientasi perkembangan.

Orientasi mikrofibril pada lapisan dinding sel sekunder dapat digunakan untuk menjelaskan variasi antara aksial dan dua arah lateral (radial dan tangensial), namun, tidak jelas mengapa perbedaan ini ada dalam arah radial dan tangensial.

Degradasi

Bakteri, jamur, serangga, penggerek laut, serta variabel lingkungan, mekanik, kimia, dan termal, semuanya berkontribusi terhadap kerusakan kayu. Tampilan, struktur, atau susunan kimiawi kayu dapat berubah karena degradasi, yang dapat berdampak pada pohon, batang kayu, atau produk yang masih hidup. Perubahan ini dapat berkisar dari perubahan warna kecil hingga transformasi ireversibel yang membuat kayu sama sekali tidak berharga. Terbukti, misalnya, dengan furnitur dan artefak kayu lainnya yang ditemukan dalam kondisi sempurna di makam firaun Mesir kuno, kayu dapat bertahan selama ratusan atau ribuan tahun (lihat seni Mesir). Hanya di bawah pengaruh elemen luar kayu menjadi rusak atau hancur.

Properti mekanik

Sifat mekanis, atau kekuatan, kayu adalah tanda kemampuannya untuk menahan gaya eksternal yang berpotensi cenderung mengubah ukuran dan bentuknya. Jumlah dan metode penerapan gaya-gaya ini, serta kepadatan dan kadar air kayu, mempengaruhi ketahanan terhadap gaya-gaya tersebut. Dalam arah aksial, atau sejajar dengan serat, karakteristik kekuatan kayu sangat berbeda dari yang melintasi serat (dalam arah melintang).

Kekuatan kayu dalam tarik dan tekan (diukur dalam arah aksial dan melintang), geser, belahan, kekerasan, lentur statis, dan goncangan adalah beberapa karakteristik mekanisnya (tekuk dan ketangguhan akibat benturan). Pengujian masing-masing menentukan tegangan per unit area yang dibebani (pada batas elastis dan beban maksimum) serta kriteria kekuatan lainnya, termasuk ketangguhan, modulus pecah, dan modulus elastisitas (ukuran kekakuan). Spesimen kecil dan transparan yang memiliki penampang 2 x 2 cm atau 2 x 2 inci biasanya digunakan untuk pengujian.

Sifat termal

Meskipun kayu mengembang dan menyusut dengan variasi suhu, penyusutan, dan pembengkakan yang disebabkan oleh perubahan kadar air, perubahan dimensi jauh lebih signifikan. Ekspansi dan kontraksi yang berhubungan dengan suhu seperti itu biasanya tidak signifikan dan tidak memiliki konsekuensi praktis. Pemeriksaan permukaan hanya dapat dilakukan pada suhu di bawah 0 °C (32 °F); retakan beku dapat terjadi pada pohon hidup karena kontraksi yang tidak merata pada lapisan luar dan dalam.

Dibandingkan dengan bahan seperti logam, marmer, kaca, dan beton, kayu memiliki konduktivitas termal yang rendah (kemampuan isolasi panas yang tinggi). Kayu ringan dan kering adalah isolator yang unggul karena konduktivitas termal tertinggi pada arah aksial dan meningkat dengan densitas dan kadar air.

Properti listrik

Insulasi listrik dapat ditemukan di kayu yang dikeringkan dengan oven. Namun, ketika kadar air naik, konduktivitas listrik juga meningkat, menyebabkan kayu jenuh (kayu dengan kadar air tertinggi) berperilaku lebih seperti air. Patut dicatat betapa dramatisnya hambatan listrik turun ketika kadar air naik dari 0 ke titik di mana serat jenuh. Hambatan listrik turun lebih dari satu miliar kali dalam kisaran ini, tetapi hanya sekitar 50 kali dari titik jenuh serat ke kadar air tertinggi. Hambatan listrik kayu sebagian besar tidak terpengaruh oleh parameter lain, seperti spesies dan kepadatan; variasi lintas spesies terkait dengan kimia ekstraktif. Resistansi aksial kira-kira setengah dari resistansi transversal.

Dielektrik atau konduktor yang buruk, sifat kayu juga penting. Konstanta dielektrik dan faktor daya memainkan peran praktis dalam membuat meteran listrik (jenis kehilangan daya kapasitas dan frekuensi radio) untuk mengukur kadar air kayu, mengeringkan kayu dengan arus listrik (kemungkinan teoretis, meskipun saat ini tidak menjadi kenyataan), dan merekatkan kayu dengan arus listrik frekuensi tinggi. Polarisasi listrik (munculnya muatan listrik yang berlawanan pada sisi yang berlawanan dari sebuah potongan) yang terjadi ketika tekanan mekanis diterapkan menyebabkan kayu menunjukkan efek piezoelektrik. Sebaliknya, kayu mengalami deformasi mekanis saat terkena medan listrik (perubahan ukuran).

Properti akustik

Kayu dapat menciptakan suara (dengan pukulan langsung) dan memperbesar atau membelokkan gelombang suara yang datang dari objek lain. Ini adalah bahan khusus untuk alat musik dan aplikasi akustik lainnya karena faktor-faktor ini. Ukuran, kepadatan, kadar air, dan modulus elastisitas kayu semuanya berdampak pada frekuensi getaran, yang pada gilirannya mempengaruhi nada suara yang dihasilkan. Kepadatan dan elastisitas yang lebih tinggi mengurangi kadar air, dan dimensi yang lebih kecil semuanya berkontribusi pada suara bernada tinggi.

Itu saja untuk artikel ini, di mana sifat-sifat kayu terdaftar dan dijelaskan. Saya harap Anda mendapatkan banyak dari membaca, jika demikian, silakan berbagi dengan orang lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa!