3/29/2018

1

TKS 4406 Material Technology I

Kaca & Keramik

Dr.Eng. Achfas Zacoeb, ST., MT.

Department of Civil Engineering

Faculty of Engineering

University of Brawijaya

Kaca

Kaca adalah bahan tembus cahaya dan jernih yang terbentuk jika pasir kuarsa, kapur dan soda dilebur. Komposisi dari kaca dapat dilihat pada tabel berikut :

3/29/2018

2

Kaca

Proses Pembuatan 1. Kaca yang ditarik, kaca yang cair ditekan ke luar di

atas sekoci dan langsung ditarik oleh rol-rol yang berderet-deret dan berhadap-hadapan ke arah atas. Rol-rol ini dapat disetel, sehingga tebal kaca dapat diatur. Cara ini adalah proses pembuatan kaca yang paling murah.

2. Kaca yang dituang, kaca yang telah cair langsung dituangkan ke dalam talam yang besar dan sangat licin, yang terbuat dari besi tuang. Tinggi pinggiran talam akan menentukan tebal kaca. Proses pembuatan kaca ini paling cocok untuk membuat kaca bermotif.

Kaca

Proses Pembuatan 3. Kaca yang diapung (floatglass), cairan kaca

mengapung di atas cairan timah selama proses. Tebal kaca ditentukan oleh banyaknya cairan kaca. Kaca yang dihasilkan mempunyai mutu yang tinggi dan digunakan untuk kaca cermin, kaca etalase dan sebagainya. Proses pembuatan ini yang paling umum digunakan, karena ukuran lembaran kaca mencapai 3,0 X 7,0 m dan tebalnya 3 – 21 mm.

3/29/2018

3

Kaca

Penggolongan Kaca

Kaca dapat digolongkan berdasarkan ketebalannya :

Kaca

Warna dan Motif Warna dan motif dari kaca dapat diuraikan sebagai

berikut : – Kaca buram, pembuatannya dilakukan dengan

cara mengecat pelat kaca dengan bubur tepung dan setelah itu dikerjakan dengan pesawat penyembur pasir atau dengan cara gosok tangan.

– Kaca berwarna, dibuat dengan cara penuangan dan mencampur zat-zat tertentu (pigmen) yang mengakibatkan kaca berwarna.

– Kaca bunga es, dibuat dengan cara melapisi kaca dengan bubur perekat yang berdaya rekat tinggi. Setelah kering kemudian dipecahkan kresik pada permukaannya, sehingga diperoleh gambar-gambar serupa dengan bunga es.

3/29/2018

4

Kaca

Warna dan Motif – Kaca bermotif (kaca mozaik), dari potongan-

potongan kaca yang direkatkan atau digabungkan sehingga didapatkan gambar perincinan menurut rencana umum yang memuat pembagian dan warna, perpotongan dengan ukuran yang sebenarnya.

– Kaca sepuhan, kaca yang permukaannya diperkeras sehingga jika pecah hancur akan berbentuk kristal dan tidak tajam.

– Kaca bertulang (reinforced glass), pada waktu menuang kaca cair dimasukkan kawat logam ke dalam massa kaca cair sehingga diperoleh kaca yang diperkuat.

Kaca

Warna dan Motif – Kaca lapis (laminated glass), terdiri dari 2 lapisan

atau lebih. Kaca yang dibuat dengan cara mengapung, di antara masing-masing lembar kaca terisi lapisan seloid atau getah (resin) epoksi.

– Kaca tiruan (akrilik), kaca tiruan dapat digunakan sebagai kaca pengaman walaupun tidak digolongkan jenis kaca karena terbuat dari plastik.

3/29/2018

5

Kaca

Sifat Kaca Sifat kaca sebagai jendela terkena energi matahari

dalam bentuk cahaya dan panas. Frekwensi cahaya (termasuk sinar ultra ungu) 280 – 770 nm, sedangkan frekwensi panas (termasuk infra merah) 770 – 3.000 nm. Kaca berfungsi sebagai perangkap panas karena frekwensi panas (gelombang pendek 700 – 3.000 nm) dapat menembus kaca dan memanasi bagian dalam gedung. Tetapi bahan yang dipanasi akan berfrekwensi gelombang panjang (3.000 – 100.000 nm) yang tidak dapat tembus kaca lagi.

Kaca

Sifat Kaca

Guna menghindari tembusnya energi panas maka

digunakan kaca yang menyerap panas dan kaca yang memantulkan panas. Kaca yang menyerap panas (yang umumnya berwarna) dapat menyerap 30 – 40% panas. Kaca yang memantulkan panas (yang umumnya berlapis-lapis) dapat memantulkan ± 40% panas).

3/29/2018

6

Kaca

Sifat Kaca

Disamping dua sistim tersebut, terdapat juga sistim

kombinasi (kaca yang menyerap panas dan memantulkan panas) yang dapat menghindari masuknya panas sampai ± 75%. Akan tetapi perlu diperhatikan bahwa hal ini akan mengurangi masuknya cahaya sampai ± 45%. Hal ini berarti bahwa luasnya jendela harus ditambah menurut faktor tersebut.

KERAMIK

Pendahuluan

Perkembangan keramik di Eropa dimulai pada masa kejayaan Romawi Yunani, dan mulai berkembang pesat pada abad 18. Keramik yang terkenal berasal dari Tiongkok sejak 2600 tahun sebelum Masehi. Keramik dari daerah ini terkenal di seluruh dunia karena terbuat dari sejenis tanah putih yang dapat dibakar porselen. Tanah ini disebut dengan tanah Kaolin.

3/29/2018

7

KERAMIK

Pendahuluan (lanjutan)

Dengan berkembangnya teknologi, pada abad terakhir ini, pemakaian bahan keramik tidak hanya terbatas pada bahan bangunan dan alat rumah tangga, tetapi sudah meningkat pada keramik untuk bidang teknik, antara lain keramik untuk teknik listrik dan teknik suhu tinggi seperti isolator listrik, busi kendaraan, transistor dan kapasitor, bata tahan api, ceramic metal, fibre optic, silicon, dan lain-lain.

KERAMIK

Pendahuluan (lanjutan)

Ditinjau dari kata keramik yang berasal dari kata bahasa Yunani keramos yang berarti bahan yang dibakar, maka yang disebut produk keramik adalah mencakup macam-macam produk yang dibuat melalui proses pembakaran.

Di Indonesia, perkembangan industri keramik berjalan lambat. Bata merah sudah digunakan sejak jaman Majapahit dan Sriwijaya. Sampai awal abad 20, industri keramik yang dominan adalah industri bata dan genteng, ubin merah, alat-alat sanitair dan pipa tanah. Sedangkan pada bidang keramik halus adalah grabah alat rumah tangga, vas bunga, isolator listrik dan bata tahan api.

3/29/2018

8

KERAMIK

Bahan Baku

Bahan baku keramik berupa oksida-oksida mineral yang terdapat di alam berupa batuan maupun pelapukan dari batuan. Jenis oksida tersebut adalah : SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O dan Na2O. Oksida-oksida ini banyak terdapat pada tanah liat (lempung), yang terdapat dalam bentuk batuan adalah feldspar, kwarsa dan batu kapur. Bahan baku keramik yang banyak digunakan adalah : 1. Tanah liat 2. Feldspar 3. Kwarsa 4. Batu Kapur

KERAMIK

Bahan Baku (lanjutan)

1. Tanah liat/lempung (clay) merupakan jenis tanah hasil penguraian batuan alam terutama batuan feldspar yang mengandung alumina silikat hidrat. Jenis tanah ini bersifat plastis bila basah dan akan mengeras/membatu bila dipanasi pada suhu tinggi. Lempung terdiri dari butiran-butiran halus yang mengandung bermacam-macam mineral sehingga pada umumnya lempung tidak mempunyai susunan kimia tertentu.

3/29/2018

9

KERAMIK

Bahan Baku (lanjutan)

2. Feldspar merupakan jenis batuan yang tidak terlalu keras, tersusun dari mineral alumina silikat. Ada dua jenis yaitu feldspar kalium (mengandung K2O) disebut orthoclase feldspar dan feldspar natrium (mengandung Na2O) disebut plagioclase feldspar. Feldspar di industri keramik dipakai sebagai sebagai bahan pelebur (merendahkan suhu leleh), glasir, gelas atau kaca.

KERAMIK

Bahan Baku (lanjutan)

3. Kwarsa, berbentuk batuan keras atau pasir. Pemakaian dalam industri keramik yaitu : Campuran dalam pembuatan keramik putih dan

keramik halus. Campuran pembuatan glasir dan email. Bahan dasar pembuatan gelas atau kaca. Bahan dasar pembuatan batu tahan api jenis silika.

Batu pasir kwarsa yang berkadar kwarsa tinggi dapat dipakai sebagai bata silika alam untuk bata tahan api.

3/29/2018

10

KERAMIK

Bahan Baku (lanjutan)

4. Batu Kapur , dalam industri keramik digunakan sebagai bahan campuran.

KERAMIK

Sifat Bahan Mentah

Sifat bahan mentah keramik yang diperlukan adalah sifat fisik dan sifat kimianya, tetapi yang lebih dominan adalah sifat fisiknya. Sifat fisik yang menonjol untuk industri keramik adalah susunan butiran. Susunan butiran bahan, akan mempengaruhi sifat fisik lainnya, misalnya keplastisan, susut kering, susut bakar, titik lebur, kekuatan masa keramik dan daya serap air. Suatu jenis lempung yang sama bila susunan butirnya berbeda, maka pemakaian untuk pembuatan produk keramik juga berbeda.

3/29/2018

11

KERAMIK

Sifat Bahan Mentah (lanjutan)

Sifat kimia dari bahan mentah juga harus diketahui karena erat hubungannya dengan susunan mineral yang dikandung serta produk yang dituju. Susunan kimia bahan berhubungan dengan sifat susut, titik lebur, kelakuan selama pembakaran serta sifat ketahanan kimia dari produk akhir.

KERAMIK

Proses Pembuatan (lanjutan)

1. Penyiapan bahan mentah, meliputi : penggalian bahan mentah, penimbunan dan penggilingan.

2. Pembentukan produk, proses pembentukan produk keramik sangat menentukan sifat fisik suatu produk keramik. Cara pembentukan keramik tergantung pada : tujuan pemakaian, sifat bentuknya dan bahan dasarnya.

3/29/2018

12

KERAMIK

Proses Pembuatan (lanjutan)

3. Pengeringan, pada saat keramik selesai dibentuk, biasanya mengandung air antara 7-30 % tergantung cara pembentukkannya. Keramik ini masih dalam kondisi mentah dan basah sehingga untuk mengurangi kadar airnya perlu dikeringkan lebih dulu. Tujuan pengeringan adalah untuk mnguapkan air yang masih terkandung di dalam produk mentah tadi, sehingga pada saat dibakar tidak banyak terjadi kerusakan, tidak berubah sifat maupun bentuknya. Pada saat pengeringan, akan terjadi penyusutan karena air di dalam bahan mentah akan menguap. Jika penyusutan telah selesai, maka produk kering sudah tidak mengalami perubahan bentuk lagi .

KERAMIK

Proses Pembuatan (lanjutan)

4. Pembakaran, pembakaran produk keramik bertujuan untuk mendapatkan produk yang bersifat tidak berubah bentuknya, keras, cukup kuat menahan beban, tahan air, padat dan tahan terhadap pengaruh cuaca lainnya. Proses yang terjadi pada keramik selama pembakaran terdiri dari beberapa tahap, yaitu : i. Tahap penguapan air mekanis sisa pengeringan. ii. Tahap Penguapan air mineral. iii. Tahap Pembakaran Cepat.

3/29/2018

13

KERAMIK

Bahan Bangunan Keramik Berat

a. Bata merah biasa

b. Bata berlubang

c. Bata merah pelapis

d. Bata berongga (a) (b)

(c) (d)

KERAMIK

Bahan Bangunan Keramik Berat

e. Bata klinker

f. Genteng berglasir

g. Ubin tahan asam

(e)

(f)

(g)

3/29/2018

14

Thanks for the attention and

Success for your study!