PENGARUH TEMPERATUR
Sebagian besar kayu tersusun atas selulosa, lignin, dan hemiselulosa, yang kesemuanya itu merupakan senyawa yang terbentuk dari unsur Carbon, Hidrogen, dan Oksigen. Unsur-unsur ini (Carbon, Hidrogen, dan Oksigen) mudah terbakar apabila ada peningkatan temperatur ruangan yang berlebihan. Oleh karena itu, kayu digolongkan sebagai material yang mudah terbakar (combustible material).
Perilaku struktur kayu dalam merespon temperatur tinggi berbeda dengan bahan struktur yang lain seperti beton dan baja. Ketika temperatur tinggi sudah dapat membakar kayu bagian luar, maka kayu bagian luar akan terbakar dan berubah menjadi arang. Mengingat angka penyebaran panas / thermal conductivy kayu yang relatif kecil dan kandungan air yang ada pada kayu, maka dibutuhkan wakyu yang lama agar api dapat membakar bagian dalam kayu (Malhotra, 1982)
 |
Kayu Terbakar
(sumber : marsdreams.blogspot.com) |
Waktu yang diperlukan oleh temperatur tinggi untuk membakar kayu bagian luar sangat tergantung dari kadar air kayu awal, dimensi batang kayu, ketersediaan oksigen dan nilai temperatur itu sendiri. Menurut Hudo dalam buku
Principle of Wood Science and Technology (Kolmann, dkk 1984), hemiselulosapada kayu Oak mulai mengalami
pyrolisis (penguraian / perubahan material akibat temperatur) pada temperatur 150 C sampai 180 C.
Pyrolisis pada selulosa terjadi pada temperatur 280 C sampai 3350 C, sedangkan lignin akan mulai mengalami
pyrolisis pada temperatur 350 C sampai 400 C dan pyrolisis yang lengkap pada lignin terjadi pada temperatur 450 C sampai 500 C. Kolmann, dkk (1984) juga menyatakan bahwa
pyrolisis kayu sapat terjadi pada temperatur 150 C atau bahkan lebih rendah lagi jika waktu pembakaran diperpanjang.
Arang yang terbentuk akibat terbakarnya bagian luar kayu akan berfungsi sebagai lapisan penghambat masuknya temperatur tinggi ke bagian dalam kayu. Sehingga dibutuhkan waktu yang lebih lama agar kayu bagian dalam ini dapat terbakar. Sebagai contoh, pada batang kayu berdiameter besar (kayu log) dibutuhkan waktu lebih dari setengah jam agar panas api dapat membakar satu inchi kayu bagian dalam (Kubler, 1980).
Akibat yang lebih jauh dari proses terbakarnya kayu pada bidang konstruksi adalah terjadinya perubahan sifat-sifat mekanis dari kayu itu sendiri. Struktur kayu yang mengalami peningkatan temperatur akan mengalami penurunan kekuatan (strength degradation). Penurunan kekuatan kayu akibat terjadinya peningkatan temperatur tidak terjadi secara linier melainkan cenderung berbentuk lengkung seperti pada grafik di bawah. Perilaku ini disebabkan oleh kehadiran arang (sisa material kayu yang terbakar) yang berfungsi sebagai pelindung kayu bagian dalam sehingga struktur terhindar dari keruntuhan seketika / brittle collapse).
PENGARUH WAKTU
Kekuatan atau tegangan kayu erat hubungannya dengan lamanya atau durasi pembebanan. Dengan kata lain kekuatan kayu merupakan fungsi waktu (time-dependent). Sebagai contoh, lendutan pada struktur rak buku. Berdasarkan analisis gaya dan tegangan, beban-beban awal dari buku-buku tidak cukup untuk menyebabkan rak buku patah. Tetapi bila beban buku-buku tadi ditahan dalam waktu yang lama, maka lendutan akan meningkat sebagai akibat "menurunnya tegangan" dan pada akhirnya struktur rak buku akan mengalami keruntuhan. Perilaku meningkatnya lendutan pada contoh rak buku di atas dikenal dengan istilah rangkak (creep).
Pengujian kekuatan atau tegangan kayu yang dilakukan di laboratorium umumnya berlangsung dalam waktu yang sangat singkat (kurang lebih lima menit). Kekuatan atau tegangan kayu yang dihasilkan pada waktu yang singkat lebih tinggi dari pada hasil pengujian dengan durasi pembebanan yang lebih lama (seperti : satu minggu, satu bulan, atau bahkan 10 tahun).
Beban yang dapat didukung oleh kayu hingga sepuluh tahun adalah beban yang menyebabkan tegangan sebesar 60% dari tegangan yang diperoleh dari ppengujian selama 5 sampai 10 menit (Hoyle, 1978). Perilaku tegangan atau kekuatan kayu yang time-independent ini harus diperhitungkan di dalam perencanaan atau analisis kekuatan konstruksi kayu.
SUMBER REFERENSI :
Awaludin, Ali., Inggar Septhia Irawati. 2005. Konstruksi Kayu. Yogyakarta : Biro Penerbit Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada
Artikel Terkait "Perilaku Kayu terhadap Temperatur dan Waktu" :
