Bahan Konstruksi Teknik Kimia

Arief Pratama Avisha

Nim:1407122976

S1-C

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik

Universitas Riau

2014

Daftar Isi

COVER ...........................................................................................................................1DAFTAR ISI......................................................................................................2KATA PENGANTAR 3

SUBBAB BAHAN KONSTRUKSI TEKNIK KIMIA.................................................4 I. PENDAHULUAN .........................................................................................4 A. LATAR BELAKANG ............................................................... 4 B. TUJUAN..................................................................................................5II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................6 A. DASAR-DASAR PEMILIHAN BKTK...................................................6 B. SIFAT MEKANIK BAHAN 7 C. SIFAT TERMAL BAHAN .......................................................................20 D. SIFAT ELEKTRIK BAHAN 28 III. KESIMPULAN 32SUBBAB KOROSI DAN SEMEN.............................................................................33 I. PENDAHULUAN .........................................................................................33 A. LATAR BELAKANG..............................................................................33

B. RUMUSAN MASALAH

34 B. TUJUAN...................................................................................................34II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................35 A. KOROSI....................................................................................................35 B. SEMEN.....................................................................................................48III.DAFTAR PUSTAKA IV.LAMPIRAN GAMBARKata Pengantar

Puji syukur saya ucapkan kepada ALLAH SWT , karena rahmat dan karunia-Nya lah penulis dapat menyelesaikan salah satu tugas pembuatan Paper mengenai Bahan Konstruksi Teknik Kimia . Dengan akal dan pikiran yang di anugrahi oleh ALLAH SWT , penulis maupun pembaca dapat berpikir bahwa seluruh aspek kehidupan kita didunia ini berhubungan dengan Ilmu Kimia .

Paper ini ditulis sebagai salah satu sumber belajar baik bagi penulis ataupun pembaca serta para mahasiswa di Jurusan Teknik Kimia . Dalam salah satu mata kuliah di Jurusan Teknik Kimia , tepatnya mata kuliah BKTK , wajib mempelajari masalah bahan konstruksi yang digunakan dalam ilmu Teknik Kimia . Hubungan mata kuliah BKTK terhadap Jurusan Teknik Kimia pada saat perancangan suatu pabrik , dimana dalam merancang suatu pabrik kita harus mengetahui bahan apa saja yang digunakan serta bagaimana proses pembuatan bahan tersebut sebelum digunakan secara luas dalam perancangan suatu pabrik .

Maka daripada itu paper ini diharapkan menjadi alat bantu bagi para mahasiswa Teknik Kimia dalam mempelajari mata kuliah mengenai Bahan Konstruksi Teknik Kimia , mudah-mudahan paper ini dapat berguna dan dipergunakan sebaik-baiknya sesuai dengan kebutuhan bagi para masing-masing mahasiswa .

Pekanbaru , Oktober 2014

Penulis

SUB BAB BKTKBAB IPendahuluan1.1 Latar Belakang

Seorang teknik kimia adalah sosok yang harus bertanggung jawab terhadap suatu proses industri kimia . Termasuk juga dalam pemilihan material konstruksi pabrik . Pemilihan material konstruksi untuk peralatan teknik kimia bukan masalah mudah. Pemilihan material mempengaruhi keselamatan, kehandalan, seumur hidup, dan biaya peralatan .

Banyak kriteria yang harus dipertimbangkan, dan ada berbagai jenis bahan yang sedikit jumlah ketersediaannya . Perancangan pabrik untuk industri kimia tentu harus memperhatikan berbagai macam pertimbangan . Hal semacam ini dilakukan untuk mengefektifkan dan mengefesiensikan pengunaan bahan konstruksi kimia tersebut . Seorang sarjana teknik kimia harus mengedepankan aspek ekonomi dalam setiap rancangan yang dibuat. Menjadi satu keharusan bagi kita untuk mengetahui sifat-sifat dari bahan itu sendiri . Jadi diharapkan ketika kita mengenali sifat bahan yang kita gunakan, maka penggunaan yang nanti dilakukan akan efektif karena kita mengetahui kekurangan dan kelebihan bahan yang digunakan .

Dalam makalah ini ada beberapa aspek pertimbangan pemilihan BahanKonstruksi Kimia sebagai landasan pemilihan bahan dalam industri kimia , yaitu aspek biaya, aspek ketersediaan dan sifat-sifat umum bahan yang ditinjau dari sifat mekanik, sifat thermal, dan sifat listrik bahan .1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah :

1. Sebagai bahan pembelajaran guna untuk menambah pengetahuan terutama dalam pembahasan pemilihan bahan konstruksi teknik kimia . 2. Memberikan informasi kepada pembaca makalah ini tentang tinjauan aspek-aspek pemilihan bahan konstruksi teknik kimia dari segi biaya, ketersediaan, dan sifat - sifak bahan meliputi sifat mekanik dan sifat thermal .

BAB II

Tinjauan Pustaka

2.1 Dasar Pemilihan Bahan Konstruksi

Untuk memilih material kita patut berpegang kepada most important characteristics dari suatu material, dan hal ini juga bergantung dengan keadaan geografis atau lingkungan suatu tempat. Pedoman ini dapat dijadikan penentuan skala prioritas untuk memilih suatu material, dan hal itu adalah:1. Sifat Mekanik2. Sifat Thermal3. Ketahanan terhadap korosi4. Sifat sifat lain yang dibutuhkan5. Ukuran6. Biaya7. Kontaminasi8. Daur Ulang9. Mudah dibuat atau dibentuk menjadi bahan lainDari ke-sembilan hal hal yang perlu diperhatikan dalam pemilhan bahan , mari kita bahas beberapa skala prioritas diatas.

Sifat Mekanik

Sifat mekanik didefinisikan sebagai ukuran kemampuan bahan untuk membawa atau menahan gaya atau tegangan. Pada saat menahan beban, atom-atom atau struktur molekul berada dalam kesetimbangan. Gaya ikatan pada struktur menahan setiap usaha untuk mengganggu kesetimbangan ini, misalnya gaya luar atau beban.a. Bahan liat (ductile) dan bahan rapuh (brittle)Bahan-bahan logam biasanya diklasifikasikan sebagai bahan liat (ductile) atau bahan rapuh (brittle). Bahan liat mempunyai gaya regangan ( tensile strain ) relatif besar sampai dengan titik kerusakan (misal baja atau aluminium) sedangkan bahan rapuh mempunyai gaya regangan yang relatif kecil sampai dengan titik yang sama. Besi cor dan beton merupakan contoh bahan rapuh.b. Modulus kekerasan (modulus of toughness)Kerja yang dilakukan suatu unit volume bahan, seperti misalnya gaya tarikan yang dinaikkan dari nol sampai suatu nilai yang menyebabkan keruntuhan didefinisikan sebagai modulus kekerasan. Ini dapat dihitung sebagai luasan dibawah kurva tegangan-regangan dari origin sampai titik keruntuhan. Kekerasan bahan adalah kemampuan untuk menyerap energi pada selang plastis dari bahanc. Batas luluh bahanSebenarnya sifat elastis masih terjadi sedikit di atas batas proporsional, namun hubungan antara tegangan dan regangan tidak linear dan pada umumnya batas daerah elastis dan daerah plastis

sulit untuk ditentukan. Karena itu, maka didefinisikan kekuatan luluh (yield point). Kekuatan luluh adalah harga tegangan terendah dimana material mulai mengalami deformasi plastis. Pada gambar tegangan-regangan, memperlihatkan titik luluh atas dan titik luluh bawah yang ditandai oleh pengurangan beban mendadak, diikuti dengan perpanjangan yang meningkat dan peningkatan beban yang mendadak lagi. Gejala ini disebut meluluhnya bahan, yang ditandai dengan perubahan bentuk yang plastis dan naik turunnya beban.d. Klasifikasi BahanSampai saat ini, diskusi kita adalah didasarkan pada asumsi bahwa bahan mempunyai dua karakteristik, yaitu:

Homogen, yaitu mempunyai sifat elastis yang sama pada keseluruhan titik pada bahan.

Isotropis, yaitu mempunyai sifat elastis yang sama pada semua arah pada setiap titik dalam bahan.

Dalam uji tarik plat plat yang digunakan adalah plat dengan potongan searah serat / filamen.e. DeformasiDeformasi terjadi bila bahan mengalami gaya. Selama deformasi, bahan menyerap energi sebagai akibat adanya gaya yang bekerja sepanjang deformasi. Sekecil apapun gaya yang bekerja, maka benda akan mengalami perubahan bentuk dan ukuran. Perubahan ukuran secara fisik ini disebut deformasi. Deformasi ada dua macam yaitu deformasi elastis dan deformasi plastis. Yang dimaksud deformasi elastis adalah deformasi yang terjadi akibat adanya beban yang jika beban ditiadakan, maka material akan kembali keukuran semula. Sedangkan deformasi plastis adalah deformasi yang bersifat permanen jika bebannya dilepas.

Penambahan beban pada bahan yang telah mengalami kekuatan tertinggi tidak dapat dilakukan, karena pada kondisi ini bahan telah mengalami deformasi total. Jika beban tetap diberikanmaka regangan akan bertambah dimana material seakan menguat yang disebut dengan penguatan regangan (strain hardening) yang selanjutnya benda akan mengalami putus pada kekuatan patah.

Sebuah plat yang diberi beban secara terus-menerus, secara bertahap akan mengalami deformasi. Pada awal pembebanan akan terjadi deformsi elastis sampai pada kondisi tertentu bahan akan mengalami deformasi plastis. Pada awal pembebanan bahan di bawah kekuatan luluh bahan akan kembali kebentuk semula, hal ini dikarenakan sifat elastis bahan. Peningkatan beban melebihi kekuatan luluh (yield point) yang dimiliki plat akan mengakibatkan aliran deformasi plastis sehingga plat tidak akan kembali ke bentuk semula.

Kekuatan luluh adalah harga tegangan terendah dimana material mulai mengalami deformasi plastis. Titik y atas adalah titik luluh atas dan titik y bawah adalah titik luluh bawah yang ditandai oleh pengurangan beban yang mendadak, diikuti dengan perpanjangan yang meningkat dan peningkatan beban yang mendadak lagi. Gejala ini disebut meluluhnya bahan, yang ditandai dengan perubahan bentuk yang plastik dan naik-turunnya beban Pada titik mulur hubungan tegangan-regangan sudah tidak linier, namun sifat elastis masih terjadi sedikit diatas batas proporsional. Pada umumnya batas daerah elastis dan daerah plastis sulit untuk ditentukan. Karena itu, maka didefinisikan kekuatan luluh (yield strength). Batas proporsional merupakan tegangan tertinggi dimana material masih mengalami deformasi elastis dan belum mengalami deformasi plastis.

Titik mulur atau yang biasa disebut dengan titik luluh (yield point) adalah titik transisi dari elastis ke daerah plastis. Pada titik mulur ini material mulai mengalami deformasi plastis yang bersifat permanen jika beban mulai dilepas. Elastisitas dan Plastisitas PlatDalam pemilihan material seperti lembaran plat untuk pembuatan komponen yang harus diperhatikan adalah sifat-sifat material antar lain; kekuatan (strength), keliatan (ductility), kekerasan dan kekuatan lelah. Sifat mekanik material untuk membawa atau menahan gaya atau tegangan. Pada saat menahan beban, struktur molekul berada dalam keseimbangan. Gaya luar pada proses penarikan akan mengakibatkan material mengalami tegangan.a. ElastisitasSebuah benda terdiri dari partikel partikel kecil atau molekul molekul. Diantara molekul molekul ini bekerjalah gaya gaya yang biasa disebut gaya molekuler. Gaya gaya molekuler ini memberi perlawanan terhadap gaya gaya luar yang berusaha mengubah bentuk benda itu sampai terjadi suatu keseimbangan antara gaya gaya luar dan gaya gaya dalam. Selanjutnya benda itu dikatakan berada dalam keadaan regang ( state of strain ).

Elastisitas adalah sifat yang dimiliki oleh suatu material yang menyebabkan benda / material akan kembali ke bentuk seperti semula setelah diberi beban dan mengalami perubahan bentuk

kemudian beban dihilangkan. Sebuah benda yang kembali sepenuhnya kepada bentuk semula kita namakan elastis sempurna, sedangkan apabila tidak sepenuhnya kembali kepada bentuk semula kita namakan elastis parsial (sebagian). ( S. Timoshenko dan Goodier. 1986 ).

Elastisitas bahan sangat ditentukan oleh modulus elastisitas, modulus elastisitas suatu bahan didapat dari hasil bagi antara tegangan dan reganganb. PlastisitasPlastisitas adalah sifat yang dimiliki oleh suatu material, yaitu ketika beban yang diberikan kepada suatu benda / material hingga mengalami perubahan bentuk kemudian dihilangkan lalu benda tidak bisa kembali sepenuhnya ke bentuk semula. Peningkatan pembebanan yang melebihi kekuatan luluh (yield strength) yang dimiliki plat mengakibatkan aliran deformasi permanen yang disebut plastisitas. Menurut Mondelson (1983) teori plastis terbagi menjadi dua kategori:

1). Teori fisikTeori fisik menjelaskan aliran bagaimana logam akan menjadi plastis. Meninjau terhadap kandungan mikroskopik material seperti halnya pengerasan kristal atom dan dislokasi butir kandungan material saat mengalami tahap plastisitas.

2). Teori matematikTeori matematik berdasarkan pada fenomena logis alami dari material dan kemudian dideterminasikan ke dalam rumus yang digunakan untuk acuan perhitungan pengujian material tanpa mengabaikan sifat dasar material.

a. Tegangan ( Stress )Tegangan adalah tahanan material terhadap gaya atau beban. Tegangan diukur dalam bentuk gaya per luas. Tegangan normal adalah tegangan yang tegak lurus terhadap permukaan dimana tegangan tersebut diterapkan. Tegangan normal berupa tarikan atau tekanan. Satuan SI untuk tegangan normal adalah Newton per meter kuadrat (N/m2) atau Pascal (Pa). Tegangan dihasilkan dari gaya seperti : tarikan, tekanan atau geseran yang menarik, mendorong, melintir, memotong atau mengubah bentuk potongan bahan dengan berbagai cara. Perubahan bentuk yang terjadi sering sangat kecil dan hanya testing machine adalah contoh peralatan yang dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan bentuk yang kecil dari bahan yang dikenai beban. Cara lain untuk mendefinisikan tegangan adalah dengan menyatakan bahwa tegangan adalah jumlah gaya dibagi luas permukaan dimana gaya tersebut bereaksi.

Tegangan normal dianggap positif jika menimbulkan suatu tarikan (tensile) dan dianggap negatif jika menimbulkan penekanan (compression). Tegangan normal () adalah tegangan yang bekerja tegak lurus terhadap bidang luas (Timoshenko dan Goodier,1986) :

Tegangan adalah besaran pengukuran intensitas gaya atau reaksi dalam yang timbul persatuan luas. Tegangan menurut Marciniak dkk. (2002) dibedakan menjadi dua yaitu, Engineering stress dan true stress. Engineering stress dapat dirumuskan sebagai berikut :

A0 = Luas permukaan awal (mm2) Sedangkan True stress adalah tegangan hasil pengukuran intensitas gaya reaksi yang dibagi dengan luas permukaan sebenarnya (actual). True stress dapat dihitung.b. Regangan ( Strain )Regangan didefinisikan sebagai perubahan ukuran atau bentuk material dari panjang awal sebagai hasil dari gaya yang menarik atau yang menekan pada material. Apabila suatu spesimen struktur material diikat pada jepitan mesin penguji dan beban serta pertambahan panjang spesifikasi diamati serempak, maka dapat digambarkan pengamatan pada grafik dimana ordinat menyatakan beban dan absis menyatakan pertambahan panjang.

Batasan sifat elastis perbandingan regangan dan tegangan akan linier akan berakhir sampai pada titik mulur.

Hubungan tegangan dan regangan tidak lagi linier pada saat material mencapai pada batasan fase sifat plastis. Menurut Marciniak dkk. (2002) regangan dibedakan menjadi dua, yaitu : engineering strain dan true strain. Engineering strain adalah regangan yang dihitung menurut dimensi benda aslinya (panjang awal). Sehingga untuk mengetahui besarnya regangan yang terjadi adalah dengan membagi perpanjangan dengan panjang semula.c. Kurva Tegangan ReganganMenurut Marciniak dkk. (2002) ada beberapa hal yang harus diketahui dalam hal Tegangan Regangan pada mekanis bahan yaitu :

1. Kurva True stress and True strainProses pengepresan (stamping) atau sheet metal forming menggunakan sifat plastis (plasticity) dari material logam yang akan menyebabkan bahan pelat menjadi bentuk baru apabila diregang melebihi batas elastis (elasticity) sehingga deformasinya permanen. Hal yang mendasar dari proses pengepresan adalah memanfaatkan sifat plastisitas dari material saat pelat diberi gaya. Dengan memanfaatkan tahap plastisitas tersebut maka proses pembentukan dapat dicapai, dimana bentuk pela t akan sesuai dengan bentuk cetakan yang diinginkan (Rao, 1987). Konsep ini terdapat pada kurva tegangan-regangan sebenarnya (true strain-stress curve). Daerahplastis terdapat pada garis kurva diatas titik mulur batas tegangan dimana material tidak akan kembali ke bentuk semula apabila beban dilepas, dan akan mengalami deformasi tetap yang disebut permanent set.

TemperaturFaktor temperatur sangat mempengaruhi bentuk kurva Tegangan - Regangan. Secara umum hubungan dari temperatur terhadap material biasanya semakin meningkatnya temperatur material akan meningkatkan keuletan (ductility) dan ketangguhan (toughness) material, menurunkan modulus elastisitas, titik luluh, dan UTS-nya.Dibawah ini merupakan beberapa pengertian sifat mekanik bahan yang biasanya secara umum telah diketahui secara luas .

Sifat Mekanik Bahan

Sifat mekanik adalah salah satu sifat yang terpenting, karena sifat mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang terbuat dari bahan tersebut) untuk menerima beban / gaya / energi tanpa menimbulkan kerusakan pada bahan / komponen tersebut. Seringkali bila suatu bahan mempunya sifat mekanik yang baik tetapi kurang baik pada sifat yang lain, maka diambil langkah untuk mengatasi kekurangan tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan. Misalkan saja baja yang sering digunakan sebagai bahan dasar pemilihan bahan. Baja mempunyai sifat mekanik yang cukup baik, dimana baja memenuhi syarat untuk suatu pemakaian tetapi mempunyai sifat tahan terhadap korosi yang kurang baik. Untuk mengatasi hal itu seringkali dilakukan sifat yang kurang tahan terhadap korosi tersebut diperbaiki dengan cara pengecatan atau galvanising, dan cara lainnya. Jadi tidak harus mencari bahan lain seperti selain kuat juga harus tahan korosi, tetapi cukup mencari bahan yang syarat pada sifat mekaniknya sudah terpenuhi namun sifat kimianya kurang terpenuhi. Berikut adalah beberapa sifat mekanik yang penting untuk diketahui :

Tegangan yaitu gaya diserap oleh material selama berdeformasi persatuan luas.

Regangan yaitu besar deformasi persatuan luas.

Modulus elastisitas yang menunjukkan ukuran kekuatan material.

Kekuatan yaitu besarnya tegangan untuk mendeformasi material atau kemampuan material untuk menahan deformasi.

Kekuatan luluh yaitu besarnya tegangan yang dibutuhkan untuk mendeformasi plastis.

Kekuatan tarik adalah kekuatan maksimum yang berdasarkan pada ukuran mula.

Keuletan yaitu besar deformasi plastis sampai terjadi patah.

Ketangguhan yaitu besar energi yang diperlukan sampai terjadi perpatahan.

Kekerasan yaitu kemampuan material menahan deformasi plastis lokal akibat penetrasi pada permukaan.

1. Kekerasan

Kekerasan adalah ukuran ketahanan suatu material terhadap deformasi plastis lokal. Nilai kekerasan tersebut dihitung hanya pada tempat dilakukannya pengujian tersebut (lokal), sedangkan pada tempat lain bisa jadi kekerasan suatu material berbeda dengan tempat yang lainnya. Tetapi nilai kekerasan suatu material adalah homogen dan belum diperlakupanaskan secara teoritik akan sama untuk tiap-tiap titik.

2. Metoda Pengujian Kekerasan

Pengujian kekerasan sering sekali dilakukan karena mengetahui kekerasan suatu material maka (secara umum) juga dapat diketahui beberapa sifat mekanik lainnya, seperti kekuatan. Pada pengujian kekerasan dengan metoda penekanan, penekan kecil (identor) ditekankan pada permukaan bahan yang akan diuji dengan penekanan tertentu. Kedalaman atau hasil penekanan merupakan fungsi dari nilai kekerasan, makin lunak suatu bahan makin luas dan makin dalam akibat penekanan tersebut, dan makin rendah nilai kekerasannya.

3. Uji Tarik

Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Pada uji tarik benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah secara kontinu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai perpanjang yang dialami benda uji dengan extensometer

Gambar. Skema pengujian tarik dengan UTM

Tegangan yang didapatkan dari kurva tegangan teoritik adalah tegangan yang membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan tersebut diperoleh dengan cara membagi beban dengan luas awal penampang lintang benda uji itu.

( = P / Ao Regangan yang didapatkan adalah regangan linear rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan (gage length) benda uji (( atau (L), dengan panjang awal.

e = (/ Lo = (L/ Lo = ( L - Lo ) / Lo Karena tegangan dan regangan dipeoleh dengan cara membagi beban dan perpanjangan dengan faktor yang konstan, kurva beban perpanjangan akan mempunyai bentuk yang sama .Kedua kurva sering dipergunakan.

Gambar. Kurva Tegangan Regangan teknik (( - ()

Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-regangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakukan panas, deformasi plastis yang pernah dialami, laju regangan, temperatur, dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. Parameter-parameter yang digunakan untuk menggambarkan kurva tegangan-regangan logam adalah kekuatan tarik, kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan, dan pengurangan luas. Parameter pertama adalah parameter kekuatan, sedangkan yang kedua menyatakan keuletan bahan. 4. Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik atau kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strenght), adalah nilai yang paling sering dituliskan sebagai hasil suatu uji tarik, tetapi pada kenyataannya nilai tersebut kurang bersifat mendasar dalam kaitannya dengan kekuatan material. Untuk logam ulet, kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban lmaksimum, diman logam dapat menahan beban sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas. Pada tegangan yang lebih komplek, kaitan nilai tersebut dengan kekuatan logam, kecil sekali kegunaannya. Kecenderungan yang banyak ditemui adalah, mendasarkan rancangan statis logam ulet pada kekuatan luluhnya. Tetapi karena jauh lebih praktis menggunakan kekuatan tarik untuk menentukan kekuatan bahan, maka metode ini lebih banyak dipakai.

Kekuatan tarik adalah besarnya beban maksimum dibagi dengan luas penampang lintang awal benda uji.

(u = P maks / Ao Korelasi emperis yang diperluas antar kekuatan tarik dengan sifat mekanik lainnya seperti kekerasan dan kekuatan lelah, sering dipergunakan. Hubungan tersebut hanya terbatas pada hasil penelitian beberapa jenis material.5. Kekuatan Luluh

Kekuatan luluh menyatakan besarnya tegangan yang dibutuhkan tegangan yang dibutuhkan untuk berdeformasi plastis material. Pengukuran besarnya tegangan pada saat mulai terjadi deformasi plastis atau batas luluh, tergantung pada kepekaan pengukuran regangan. Sebagian besar material mengalami perubahan sifat dari elastis menjadi plastis, yang berlangsung sedikit demi sedikit dan titik saat deformasi plastis mulai terjadi, sukar ditentukan secara teliti. Sehingga kekuatan luluh sering dinyatakan sebagai kekuatan luluh offset, yaitu besarnya tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan (regangan offset). Kekuatan luluh offset ditentukan tegangan pada perpotongan antara kurva tegangan-regangan dengan garis sejajar dengan kemiringan kurva pada regangan tertentu. Di Amerika Serikat regangan offset ditentukan sebesar 0,2 atau 0,1 % ( e = 0,002 atau 0,001 mm/mm)

(y = P(offset) / Ao

Gambar. Kurva tegangan regangan yang mengindikasikan kriteria luluh

Beberapa bahan pada dasarnya tidakmempunyai bagian linear pada kurva tegangan-regangan, misalnya tembaga lunak atau besi cor kelabu. Untuk bahan-bahan tersebut, metode offset tidak dapat digunakan dan untuk pemakaian praktis, kekuatan luluh didiefinisikan sebagai tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan regangan total tertentu, misalnya e = 0,5 %.6. Keuletan (e)Keuletan adalah suatu besaran kualitatif dan sifat subyektif suatu bahan, yang secara umum pengukurannya dilakukan untuk memenuhi tiga kepentingan, yaitu:

Menyatakan besarnya deformasi yang mampu dialami suatu material, tanpa terjadi patah. Hal ini penting untuk proses pembentukan logam, seperti pengerolan dan ekstruksi.

Menunjukkan kemampuan logam untuk mengalir secara plastis sebelum patah.Keuletan logam yang tinggi menunjukkan kemungkinan yang besar untuk berdeformasi secara lokal tanpa terjadi perpatahan.

Sebagai petunjuk adanya perubahan kondisi pengolahan.

Ukuran keuletan dapat digunakan untuk memperkirakan kualitas suatu bahan, walaupun tidak ada hubungan langsung antara keuletan dengan perilaku dalam pemakaian bahan.

Cara untuk menentukan keuletan yang diperoleh dari uji tarik adalah regangan teknis pada saat patah (ef), yang biasa disebut perpanjangan dan pengukuran luas penampang pada patahan (q). Kedua sifat ini didapat setelah terjadi patah, dengan cara menaruh benda uji kembali, kemudian diukur panjang akhir benda uji (Lf) dan diameter pada patahan (Df), untuk menghitung luas penampang patahan (Af).

ef = ( Lf Lo ) / Lo

q = ( Ao Af ) / Ao

Baik perpanjangan maupun pengurangan luas penampang, biasanya dinyatakan dalam persentase. Karena cukup besar bagian deformasi plastis yang akan terkonsentrasi pada daerah penyempitan setempat, maka harga ef akan bergantung pada panjang ukur awal (Lo). Makin kecil panjang ukur, makin besar pengaruhnya pada perpanjangan keseluruhan. Oleh karena itu bila diberikan harga persentase perpanjangan, maka panjang ukur Lo akan selalu disertakan.

7. Modulus Elastisitas ( E )

Gradien bagian linear awal kurva tegangan-regangan adalah modulus elastisitas atau modulus Young. Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu bahan. Makin besar modulus elastisitas makin kecil regangan elastis yang dihasilkan akibat pemberian tegangan.

Modulus elastisitas dirumuskan sebagai berikut :

E = ( / e

Modulus elastisitas biasanya diukur pada temperatur tinggi dengan metode dinamik.8. Kelentingan (Resilience)Kelentingan adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap energi pada waktu berdeformasi secara elastis dan kembali kebentuk awal apabila bebannya dihilangkan. Kelentingan biasa dinyatakan sebagai modulus kelentingan, yaitu energi regangan tiap satuan volume yang dibutuhkan untuk menekan bahan dari tegangan nol hingga tegangan luluh. Modulus kelentingan (Resilience Mudulus) dapat dicari dengan menggunakan rumus dibawah ini :

UR = (o2 / 2E

9. Ketangguhan (Toughness)

Ketangguhan adalah jumlah energi yang diserap material sampai terjadi patah, yang dinyatakan dalam Joule. Energi yang diserap digunakan untuk berdeformasi, mengikuti arah pembebanan yang dialami. Pada umumnya ketangguahan menggunakan konsep yang sukar dibuktikan atau didefinisikan..Terdapat beberapa pendekatan matematik untuk menentukan luas daerah dibawah kurva tegangan-regangan.

Untuk logam-logam ulet mempunyai kurva yang dapat didekati dengan persamaan-persamaan berikut:

UT ( (u .ef

UT ( ( (o + (u ) ef / 2

UT ( 2/3 ( (u ) ef

10. Kurva Tegangan Regangan Sesungguhnya

Kurva tegangan regangan teknik tidak memberikan indikasi karekteristik deformasi yang sesungguhnya, karena kurva tersebut semuanya berdasarkan pada dimensi awal benda uji, sedangkan selama pengujian terjadi perubahan dimensi. Pada tarik untuk logam liat, akan terjadi penyempitan setempat pada saat beban mencapai harga maksimum. Karena pada tahap ini luas penampang lintang benda uji turun secara cepat, maka beban yang dibutuhkan untuk melanjutkan deformasi akan segera mengecil.

Kurva tegangan regangan teknik juga menurun setelah melewati beban maksimum. Keadaan sebenarnya menunjukkan, logam masih mengalami pengerasan regangan sampai patah sehingga tegangan yang dibutuhkan untuk melanjutkan deformasi juga bertambah besar. Tegangan yang sesungguhnya ((s) adalah beban pada saat manapun dibagi dengan luas penampang lintang benda uji, Ao dimana beban itu bekerja.

Gambar. Perbandingan antara kurva tegangan regangan dengan kurva tegangan regangan sesungguhnyaBeberapa sifat mekanik diatas juga dapat dibedakan menurut cara pembebanannya, yaitu: :

a. Sifat mekanik statis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban statis yang besarnya tetap atau bebannya mengalami perubahan yang lambat.

b. Sifat mekanik dinamis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban dinamis yang besar berubah ubah, atau dapat juga dikatakan mengejut.

Ini perlu dibedakan karena tingkah laku bahan mungkin berbeda terhadap cara pembebanan yang berbeda.Sifat Thermal BahanSifat termal bahan dikaitkan dengan perpindahan kalor.

Perpindahan kalor ada 2, yaitu :

Keadaan tetap ( steady heat flow )

Keadaan berubah ( transient heat flow)

1. Perpindahan Kalor Keadaan Tetap

Dalam keadaan yang sebenarnya perpindahan kalor bersifat rumit. Oleh karena itu untuk kepentingan praktis, persamaannya disederhanakan.

Perpindahan kalor suatu bahan tidak hanya tergantung pada tahanan ( resistance ) bahan tersebut tetapi tahanan dari kedua permukaan bahan tersebut, atau koefisien permukaan bahan tersebut.

Persamaan aliran kalor : q = UA ( t1-t2)

Dimana, q = aliran kalor

U= transmitan keseluruhan

A= luas bahan atau elemen

t1-t2=perbedaan suhu udara dua permukaanPersamaan lain : q= 1/R A (t1-t2)

U=1/RU=__________1__________________ 1/hi+1/ho+(d1/k1+d2/k2+...+dn/kn)

Dimana, hi= koefisien permukaan dalam

ho=koefisien permukaan luar

k=konduktifitas termal

d=tebal lapisanTahanan termal

R adalah jumlah dari tahanan termal dari kedua permukaan dan jumlah tahanan dari masing masing lapisan.

R=1/hi+1/ho+d1/k1+.....dn/kn

= Ri+Ro+R1+.......+RnFaktor-faktor yang mempengaruhi konduktifitas termal

1.Kandungan uap airKonduktifitas termal air sebesar 25x konduktifitas udara tenang.Oleh karena itu apabila suatu benda berpori diisi air maka akan berpengaruh terhadap konduktifitas termal.Konduktifitas termal yang rendah pada bahan insulasi adalah selaras dengan kandungan udara dalam bahan tersebut.Hubungan antara konduktifitas termaldan kandungan uap air dituangkan dalam persamaan sbb:

Kh=Kd(1+0,0125h)

Dimana, Kh=Konduktifitas termal pada kandungan uap air h

Kd=Konduktifitas termal dalam keadaan kering

H=kandungan uap air (%berat)2.Suhu

Pengaruh suhu terhadap konduktifitas termal suatu bahan adalah kecil.

Namun secara umum dapat dikatakan bahwa konduktifitas termal akan meningkat apabila suhu meningkat.

3.Kepadatan dan Porositas

Konduktifitas termal berbeda pengaruh terhadap kepadatan apabila poro-pori bahan semakin banyak maka konduktifitas termak rendah. Perbedaan konduktifitas termal bahan dengan kepadatan yang sama, akan tergantung kepada perbedaan struktur, yang meliputi: ukuran, distribusi, hubungan pori/lubang.Batas Konduktifitas Termal Bahan.

Konduktifitas termal bahan insulasi terbatas kepada konduktifitas gas dalam pori-por. Tidak mungkin bahan yang berpori memiliki konduktifitas termal lebih rendah dari udara tenang (still air).

Namun demikian ada bahan insulasi (foam) yang mempunyai konduktifitas termal lebih rendah dari udara tenang.Koefisien Permukaan

Koefisien permukaan berpengaruh terhadap perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi perpindahan kalor pada permukaan :

1.Emisifitas permukaan (e)

2. Kekasaran permukaan

3. Kecepatan udara diatasnya atau disebelahnya

4. Suhu1. Emisifitas Permukaan

Emisifitas permukaan yang semakin tinggi akan menyebabkan peningkatan kalor yang hilang secara radiasi. Apabila suatu permukaan memancarkan radiasi kepada suatu daerah yang memiliki suhu yang lebih rendah, maka koefisien permukaan akan meningkat.2.Kecepatan udara yang semakin tinggi pada sebuah permukaan akan meningkatkan kadar aliran kalor secara konveksi paksa, dan meningkatkan koefisien permukaan.3.Perbedaan Suhu antara permukaan dan udara diatasnya akan menyebabkan meningkatnya koefisien permukaan disebabkan perpindahan kalor secara konveksi.4..Semakin kasar sebuah permukaan, akan menyebabkan meningkatnya perpindahan kalor secara konveksi yang juga menyebabkan koefisien permukaan meningkat, hal ini disebabkan terjadinya turbulensi (perputaran) udara yang mengalir didekatnya.5.koefisien permukaan yang vertikal berbeda dengan koefisien permukaan yang horizontal. Sifat Termal Bahan

Perbedaan suhu antara dalam dan luar bangunan menyebabkan perpindahan kalor. Kadar kalor yang melalui setiap unsur bangunan bergantung kepada sifat termal bahan konstruksi bangunan. Bahagian berikut akan menerangkan sifat-sifat termal bahan yang merangkumi

kalor spesifik dan kapasitas termal,

konduksi termal dan konduktan,

tahanan dan resistan,

konduksi permukaan dan tahanan permukaan dan

emisiviti.

Kalor Spesifik dan Kapasitas TermalKalor spesifik sebuah bahan adalah sejumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebuah massa bahan sebanyak 1 0C. Unit kalor tentu adalah J kg-1 0C-1. Bahan yang lebih besar nilai kalor tentu akan menyerap kalor yang lebih besar untuk setiap unit kenaikan suhunya. Kapasitas termal, yang berkaitan dengan massa dan kalor tentu daripada unsur tersebut, memainkan peranan yang penting. Bagi dinding yang menggunakan konstruksi berat, diperlukan sejumlah kalor yang besar untuk menaikkan suhu unsur tersebut sebelum memindahkan kalornya ke sisi dalaman. Akibatnya, terdapat masa lambat antara gandaan kalor suria maksimum pada permukaan luar dan masa perpindahan kalor maksimum oleh permukaan ruang dalaman terhadap udara di dalam.

Masa lambat, (, didefinisikan sebagai beda masa antara masa suhu permukaan dalam mencapai maksimum dan suhu permukaan luar mencapai maksimum. Masa lambat suatu unsur selari dengan muatan termal dan terbalik dengan konduktannya. Oleh itu, dinding batu bata yang berat dan tebal memiliki masa lambat yang tinggi, manakala dinding yang ringan dan nipis akan mempunyai masa lambat yang rendah.Konduksi Termal dan konduktanKonduksi termal suatu bahan, k, didefinisikan sebagai kadar aliran kalor (secara konduksi) melalui seunit luas sekeping bahan dengan seunit ketebalan dan seunit perbedaan suhu (Harkness, 1978; Billington, 1952). Konduktan daripada kepingan bahan didefinisikan sebagai kadar perpindahan kalor melalui seunit luas sebuah bidang apabila perbedaan suhu antara permukaannya adalah 1 0C. Konduksi adalah merupakan sifat sesungguhnya daripada bahan.Konduksi termal dipengaruhi oleh empat faktor yaitu,

kandungan uap air,

suhu,

berat jenis dan,

keadaan pori-pori bahan.

Sebuah objek dengan nilai konduksi yang besar (nilai-k) adalah pengalir yang baik. Sebaliknya apabila memiliki nilai k yang kecil objek itu merupakan pengalir yang buruk atau penebat yang baik. Sifat-sifat penebatan hanya dapat dikekalkan apabila berada dalam keadaan kering. Dalam semua kes, konduksi meningkat selari dengan meningkatnya kandungan lembapan (Billington, 1952). Konduksi termal air adalah kira-kira 25 kali udara bersih. Oleh itu tidak menghairankan apabila penggantian udara dalam liang atau antara butir halus dalam bahan dengan air akan mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap konduksi termal bahan. Kehadiran air akan menggandakan konduksi termal daripada dinding papan dan batu bata pada amnya dan juga mempunyai pengaruh yang besar terhadap bahan-bahan bangunan yang lain. Pengaruh suhu terhadap konduksi termal bahan adalah kecil berbanding selang suhu yang biasa ditemui dalam bangunan. Secara umum, konduksi termal cenderung meningkat selari dengan kenaikan suhu. Situasi ini lebih kerap berlaku dalam kes bahan ringan (light-weight) dengan perbandingan udara dalam rongga yang besar. Konduksi juga dipengaruhi oleh berat jenis dan keliangan (porosity). Nilai konduksi berubah apabila terdapat perubahan berat jenis dan kandungan lembapan sesuatu bahan. Bahan dengan berat jenis yang tinggi merupakan pengalir yang baik, sebaliknya apabila berat jenis semakin rendah, kandungan udara dalam rongga semakin besar maka semakin rendah pula konduksi termal. Secara umum dapat disimpulkan konduksi termal yang rendah bagi kebanyakan bahan penebatan sesungguhnyanya sesuai dengan udara yang dikandungi bahan tersebut. Rintangan dan Tahanan

Kebalikan daripada konduksi (1/k) adalah tahanan, (, dengan unit m 0C W 1. Rintangan didefinisikan sebagai balikan daripada konduktan:

0C/W(2.2)

di mana,

R-Rintangan

C -Kalor tentu udara (W/kg/0C)

d -Pekali rangkap pindah (W/j/m2/0C).

k-Konduksi termal (W/j/m/0C)

( -Berat jenis udara, Konduktan Permukaan dan Rintangan Permukaan

Perpindahan kalor dalam bangunan perlu mengambil kira perpindahan kalor daripada udara ke udara melalui dinding, khususnya daripada udara luar ke udara dalam atau sebaliknya. Selain rintangan daripada dinding, terdapat pula rintangan yang diakibatkan oleh permukaannya. Rintangan pada permukaan ini nipis dan disebut dengan rintangan filem atau rintangan permukaan. Rintangan permukaan yang terdapat pada dinding adalah rintangan permukaan dalaman dan luaran, sesuai dengan kehadiran lapisan filem udara pada kedua sisi dinding ini. Kebalikan daripada rintangan permukaan adalah konduktan permukaan yang ditandakan dengan f. Emisiviti

Perpindahan kalor secara radiasi daripada satu objek kepada objek lainnya. Dalam proses ini bahan perantaranya tidak menjadi panas. Intensitas kalor yang dipancarkan oleh suatu permukaan diberikan oleh hukum Stefan Boltzmann:

di mana

q r -Gandaan kalor radiasi suria (W/j)

( -konstan Stefan Boltzman, 1.797x108

e -emisiviti bagi sebuah bumbung atau dinding (m2)

A -Luas permukaan dalaman bagi sebuah bumbung atau dinding (m2)

T -Suhu udara dalam ruang pada suatu masa (K)Emisiviti sebuah permukaan didefinisikan sebagai perbandingan daripada energi yang dipancarkan oleh permukaan dengan energi yang dipancarkan oleh sebuah objek hitam pada suhu yang sama seperti permukaan itu. Nilai emisiviti, e, dan juga kebeserapan, a, daripada sebuah objek hitam adalah satu unit. Oleh itu, objek hitam adalah penyerap dan juga pemancar yang sempurna daripada segi radiasi termal. Emisiviti sebuah permukaan bagi radiasi gelombang panjang adalah perbandingan radiasi termal dari satu luas terhadap radiasi daripada satu luas daripada sebuah pemancar berwarna hitam pada suhu yang sama .

Emisiviti merupakan fungsi daripada (1) sifat permukaan, warna dan kekasaran. Permukaan yang halus dan terang memiliki emisiviti yang rendah; dan (2) suhu permukaan. Untuk setiap panjang gelombang berlaku persamaan seperti berikut:

Apabila emisiviti sama dengan daya serapan pada suatu suhu, maka persamaan di atas berubah menjadi:

Rintangan Termal Ruang Udara

Konduksi termal untuk udara sangat rendah (Billington, 1978). Oleh itu sebuah ruang yang tertutup rapat merupakan sebuah rintangan yang baik. Perpindahan kalor secara konduksi adalah kecil berbanding dengan radiasi kalor dari satu permukaan ke permukaan lain. Selain itu juga berlaku proses perpindahan kalor secara perolakan di dalam ruang udara tersebut. Perpindahan kalor secara perolakan lebih besar berbanding dengan konduksi. Konduksi termal udara tenang (still air) samada di bawah bahan-bahan bangunan, liang dalam dinding ataupun bumbung dianggap memiliki rintangan termal yang tinggi. Kebanyakan proses perpindahan kalor melalui sebuah rongga berlaku secara radiasi, yaitu antara permukaan yang berhadapan pada rongga tersebut dan hanya sedikit kalor dipindahkan secara konduksi melalui udara (Harkness, 1978).Apabila liang dilapik dengan lapisan nipis logam penebat (seperti aluminium foil) sebagai penebatan yang bersifat memantul, maka rintangannya akan meningkat. Hal ini disebabkan daya serapan untuk lapisan tersebut terhadap radiasi adalah rendah (daya serapan gelombang pendek adalah kira-kira 0.05). Mengecat dengan warna putih (daya serapan kira-kira 0.90) tidak akan menghasilkan rintangan yang lebih baik berbanding dengan menggunakan lapisan nipis logam (Harkness, 1978). Secara umum, permukaan logam yang berkilat adalah bahan penebat gelombang panjang, sedangkan permukaan dengan cat putih sesuai untuk radiasi suria.Rintangan Menyeluruh

Dinding atau bumbung bangunan biasanya terdiri daripada beberapa lapisan yang berbeda bahannya. Rintangan menyeluruh daripada lapisan tersebut didapati dengan menambahkan setiap rintangan lapisan tersebut. Oleh itu, persamaan rintangan menyeluruh adalah:

di mana RT adalah rintangan menyeluruh bagi lapisan-lapisan sedangkan R1,R2 dan R3 adalah rintangan untuk lapisan 1, 2 dan 3Keberhantaran atau Nilai-UKeberhantaran atau nilai U daripada sebuah objek didefinisikan sebagai kebalikan daripada rintangan menyeluruh. Unit keberhantaran adalah sama dengan konduktan, yaitu W m 1 0 C 1. Pada praktikalnya, keberhantaran melalui dinding bangunan daripada udara luar ke udara dalam sentiasa diambil kira. Dalam hal ini rintangan filem luaran dan dalaman harus diambil kira secara berasingan daripada rintangan dinding ataupun bumbung. Sifat Elektrik Bahan Berdasarkan sifat listriknya, material/bahan dikelompokkan menjadi 3 sebagai berikut :( Konduktif jika resistansinya < 105 ohmDisini elektron mudah bergerak atau mengalir, jadi netralisasi dapat dilakukan dengan mudah dengan cara grounding.Contoh : logam dan tubuh manusia( Insulatif jika resistansinya > 1011 ohmElektron bisa dikatakan tak dapat bergerak, jadi netralisasi hanya mungkin dilakukan dengan ionisasi.Contoh :plastik dan karetDari pengukuran tribocharging, kita bisa menentukan apakah muatan listrik mudah ditimbulkan pada bahan tersebut jika tidak mudah membangkitkanmuatan (atau muatan yang dihasilkan cukup rendah), maka bahan itu dapat dikatakan sebagai anti-statik

( Statik disipatif resistansi di antara 105 sampai 1011 ohmDisini, elektron dapat bergerak tetapi lambat, jadi perlu diketahui parameter decay time. Untuk mengetahui berapa cepat grounding dapat menetralisasi muatan. Pengukuran tribocharging juga perlu dilakukan untuk mengetahui apakah bahan tersebut anti-statik atau tidak.Umumnya bahan yang masuk kategori statik disipatif adalah bahan buatan, artinya memang khusus dibuat untuk mempunyai resistansi tertentu, misalnya bahan dasarnya adalah insulatif tapi diberi tambahan karbon dalam kadar tertentu untuk membuatnya bersifat statik disipatif. Jika kadarnya berlebih, bahan juga bisa bersifat konduktif.Untuk mengukur nilai resistansi bahan, kita gunakan MegaOhmmeter (atau Surface Resistance Meter) ini semacam multimeter biasa tetapi dengan jangkauan pengukuran sampai 100 G Ohm atau lebih. Kita juga dapat menggunakan electrometer (misalnya Electrostatic Voltmeter/ Fieldmeter) untuk mengukur muatan listrik dari proses tribocharging dan dengan bantuan stopwatch, kita pun dapat mengukur decay time secara kualitatif. Untuk hasil yang lebih akurat, kita perlu menggunakan Charged Plate Monitor.Jadi, jika adanya muatan listrik statik menimbulkan masalah, maka salah satu solusinya adalah dengan menetralkan mutan listrik bersangkutan. Cara efektif untuk menetralkan muatan listrik dilakukan berdasarkan sifat listrik material/bahan.Pada dasarnya netralisasi muatan dapat dilakukan dua cara, yaitu grounding dan ionisasi dengan ionizer. Grounding dilakukan jika elektron dapat bergerak atau mengalir dalam bahan bersangkutan, yaitu dengan menghubungkan bahan tersebut ke tanah/bumi atau bagian ground dari kabel listrik karena tanah/bumi adalah reservoar muatan (sumber muatan yang tak-terhingga). Sebaliknya, untuk bahan yang tak dapat mengalirkan muatan, maka tidak ada jalan lain untuk menetralkan muatan kecuali memberikan muatan yang berlawanan dari udara. Sebetulnya udara mengandung sejumlah molekual uap air yang dapat menetralkan permukaan suatu benda, tapi netralisasi secara alami ini akan berlangsung sangat lama. Untuk mempercepat proses netralisasi, maka digunakan alat/peralatan yang disebut Ionizer. Ionizer dirancang untuk menghasilkan sejumlah besar ion positif maupun negatif dan ion-ion tersebut diarahkan ke permukaan benda yang akan dinetralisasi. Selain itu, netralisasi juga dapat dilakukan dengan membasahi permukaan bahan bersangkutan dengan air biasa (bukan DI water) atau larutan yang mengandung air seperti IsoPropyl Alcohol (IPA). Hambatan suatu bahan adalah ukuran resistensi bahan untuk mengalirkan arus listrik. Arus listrik mengalir didalam kawat penghantar jika terdapat beda potensial antara ujung-ujung penghantar itu. Pada tahun1826, George Simon Ohm menyelidiki hubungan antara kuat arus listrik dengan tegangan dan didapatkan bahwa kuat arus yang mengalir di dalam suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial ujung-ujung penghantar tersebut.

Semakin besar beda potensialnya maka semakin besar arus yang mengalir pada penghantar tersebut, akan tetapi besar perbandingan antara beda potensial dengan arusnya akan selalu tetap untuk penghantar yang sama . Perbandingan tegangan listrik dengan kuat arus I nya tetap. Hasil bagi ini dinamakan hambatan listrik atau resistansi dengan satuan ohm(W). Hambatan listrik pada kehidupan sehari-hari digunakan untuk membatasi arus dalam suatu rangkaian. Muatan listrik dapat mengalir jika melalui kawat penghantar yang elektron-elektronnya bergerak bebas. Aliran arus listrik dalam sebuah kawat penghantar dapat diibaratkan seperti halnya air yang mengalir dalam suatu paralon.semakin panjang paralon semakin besar hambatanya , tetapi jika diameter paralon diperbesar hambatan semakin kecil. Menuruthukum Ohm, hambatan adalah perbandingan antara arus yang mengalir dengan tegangan yang diberikan.Harga hambatan R bergantung pada panjang penghantar, jenis hambatan dan berbanding terbalik dengan luas penampang penghantar.Ketiga sifat bahan itulah yang mempengaruhi dasar dasar dalam pemilihan bahan . Selain ketiga sifat tersebut yang menjadi dasar dalam pemilihan bahan , kita juga harus mempertimbangkan masalah biaya . Berikut penjelasan mengenai biaya .BIAYA

Aspek biaya menjadi salah satu yang dipertimbangkan dalam memilih bahan konstruksi. Karena seorang sarjana teknik kimia tidak lepas dengan yang namanya perhitungan ekonomi. Sehingga didapat bahan konstruksi yang bagus dan murah.Yang termasuk hal biaya dalam pemilihan bahan konstruksi adalah :

a. Biaya banyaknya bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan produk atau biaya kuantitas.

b. Biaya produksi, termasuk diantaranya biaya kemampuan di las, dibentuk dan diproses secara mesin maupun tradisional.

c. Umur pelayanan yang diharapkan.

Penambahan biaya mungkin baru bisa terasa efeknya pada saat pengadaan bahan tersebut yang meliputi biaya transportasi, penempatannya dilapangan dan biaya diluar dari biaya yang langsung tetap menjadi perhatian dalam aspek ekonominya.

Penambahan bahan dalam sebuah campuran konstruksi kimia atau tidak mengubah komposisi yang besar dari bahan yang lainnya, karena penggunaan bahan tambah cenderung merupakan pengganti atau substitusi dari dalam campuran konstruksi itu sendiri.OLOGIN KONSKarena tujuannya memperbaiki atau mengubah sifat dan karakteristik tertentu dari beton atau mortar yang akan dihasilkan, maka kecenderungan perubahan komposisi dalam berat volume tidak terasa secara langsung dibandingkan dengan komposisi awal konstruksi tanpa bahan tambah.

Peralatan dengan biaya fabrikasi rendah, dan dimana kegagalan prematur tidak akan menyebabkan serius bahaya. Misalnya, baja karbon dapat ditentukan untuk limbah cair baris

di tempat stainless steel, menerima kebutuhan kemungkinan untuk penggantian. Pipa Tebal dinding akan dipantau in situ sering untuk menentukan kapan pengganti dibutuhkan. Lebih mahal tahan korosi, paduan sering digunakan sebagai cladding pada baja karbon. Jika piring tebal diperlukan untuk kekuatan struktural, penggunaan bahan berpakaian secara substansial dapat mengurangi biaya.

Ketersediaan Bahan

Ketersediaan bahan juga perlu di pertimbangkan . Adapun Yang dimaksud ketersediaan bahan disini adalah tersedianya peralatan untuk pabrikasi, dan tersedianya bahan baku dilingkungan sekitar yang cukup dekat, sehingga tidak perlu mendatangkan bahan dari tempat lain.BAB III

Kesimpulan

Setelah melakukan obserfasi pustaka di berbagai sumber, maka dapat disimpulkan bahwa dasar Ilmu Bahan Konstruksi Teknik Kimia adalah mencakup sebagai berikut :1. Untuk merancang keperluan industry diperlukan pemahaman ilmu tentang bahan yang cukup, agar penggunaan alat dapat maksimal, efektif, dan berdaya tahan tinggi.2. Sifat sifat material dapat diketahui melalui uji material. Dan hasil pengujian dapat dijadikan landasan perancangan alat, berdasarkan sifat sifatnya.3. Beberapa material dapat berdeformasi, dan dapat kembali seperti semula (deformasi elastis) dan tidak dapat kembali (deformasi plastic).4. Berdasarkan sifat keelektrikan bahan, maka bahan dibagi menjadi 3, yaitu konduktif, insulatif dan statik desipatif5. Sifat umum dari bahan ada 3 yaitu sifat mekanik , sifat thermal , dan sifat elektrikSUBBAB KOROSI DAN SEMEN

BAB 1

Pendahuluan

1.1 Latar BelakangPada jurusan Teknik Kimia salah satu materi kuliah yang dipelajari adalah BKTK (bahan kostruksi teknik kimia). Dalam materi kuliah ini mempelajari korosi dan semen. Seperti kita ketahui bawasannya dalam pembanguan tidak akan terlepas dari yang kita sebut sebagai korosi dan semen.

Sebagian besar orang mengartikan korosi sebagai karat. Sebenarnya, karat adalah salah satu jenis korosi yang dikhususkan untuk bahan logam, sangat lazim terjadi terutama pada besi. Berbagai jenis logam banyak kita gunakan untuk berbagai peralatan sehingga korosi sama dengan penurunan mutu dari peralatan logam tersebut. Peristiwa korosi juga bisa dikatakan proses elektrokimia, yaitu proses (perubahan / reaksi kimia) yang melibatkan adanya aliran listrik. Bagian tertentu dari besi berlaku sebagai kutub negatif (elektroda negatif, anoda), sementara bagian yang lain sebagai kutub positif (elektroda positif, katoda). Elektron mengalir dari anoda ke katoda, sehingga terjadilah peristiwa korosi.Semen adalah zat yang digunakan untuk merekat batu, bata, batako, maupun bahan bangunan lainnya. Sedangkan kata semen sendiri berasal dari caementum (bahasa Latin), yang artinya "memotong menjadi bagian-bagian kecil tak beraturan". Meski sempat populer di zamannya, nenek moyang semen made in Napoli ini tak berumur panjang. Menyusul runtuhnya Kerajaan Romawi, sekitar abad pertengahan (tahun 1100-1500 M) resep ramuan pozzuolana sempat menghilang dari peredaran.1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang materi ini maka akan dibahas mengenai berbagai hal yang berkaitan dengan korosi dan semen. Pada materi pertama yaitu korosi akan dibahas mengenai pengertian, proses terjadinya, dampak, bentuk-bentuk, bakteri penyebab, maslah dilapangan, dan cara pencegahannya. Sementara pada materi semen akan dibahas mengenai sejarah, produksi semen, jenis semen, konsumsi dan Ekspor Semen Indonesia dari tahun ke tahun, pengembangan industri semen Indonesia, masa depan industri semen ASEAN, konsumsi, ekspor, dan pabrik semen di Indonesia.

1.3 TujuanDengan penjelasan materi yang dibuat oleh penulis, diharapkan akan lebih mudah bagi pembaca untuk memahami apa itu yang disebut dengan korosi dan semen.

BAB II

Tinjauan Pustaka

2.1 Korosi A. Pengertian KorosiKorosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.

Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.

Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida).

Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektroda lainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida. Salah satu contoh korosi adalah yang terjadi pada besi, atau biasa disebut dengan karat. Besi yang mengalami korosi membentuk karat dengan rumus Fe2O3.XH2O. Pada proses pengamatan, besi (Fe) bertindak sebagai preduksi dan Oksigen (O2) yang terlarut dalam air bertindak sebagai pengoksidasi. Persamaan reaksi pembentukan karat :

Anode: Fe2++ 2e-Fe

Katode: 2H2OO2+ 4H++ 4e-

Karat disebut sebagai autokatalis karena karat yang terjadi pada logam akan mempercepat proses pengaratan berikutnya.korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam denganberbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.

Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalamireduksi. Karat logam umumnya berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besiadalah Fe2O3. nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Korosi merupakan proseselektro kimia.Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagaianode, dimana besi mengalami oksidasi.

Pada umumnya suatu peralatan elektronik mengandung komponen logam yang mempunyai waktu hidup atau masa pakai tertentu. Korosi pada komponen-komponen tersebut dapat menimbulkan kerugian ekonomi akibat berkurangnya masa produktif peralatan elektronik. Korosi bahkan dapat menyebabkan terjadinya gangguan berupa terjadinya hubungan pendek (konsluiting) yang dapat mengarah kepada terjadinya kecelakaan. Masalah korosi peralatan elektronik merupakan salah satu sumber yang dapat memicu kegagaan operasional serta keselamatan kerja pada suatu industri. Oleh sebab itu, masalah ini sudah selayaknya mendapat perhatian yang serius dari berbagai kalangan.

Dalam kehidupan sehari-hari, korosi dapat kita jumpai terjadi pada berbagai jenis logam. Bangunan-bangunan maupun peralatan elektronik yang memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi-baja dan sebagainya semuanya dapat terserang oleh korosi ini. Seng untuk atap dapat bocor karena termakan korosi. Demikian juga besi untuk pagar tidak dapat terbebas dari masalah korosi. Jembatan dari baja maupun badan mobil dapat menjadi rapuh karena peristiwa alamiah yang disebut korosi. Selain pada perkakas logam ukuran besar, korosi ternyata juga mampu menyerang logam pada komponen-komponen renik peralatan elektronik, mulai dari jam digital hingga komputer, serta peralatan-peralatan canggih lainnya yang digunakan dalam berbagai aktivitas umat manusia, baik dalam kegiatan industri maupun di dalam rumah tangga.

Korosi merupakan masalah teknis dan ilmiah yang serius. Di negara-negara maju sekalipun, masalah ini secara ilmiah belum tuntas terjawab hingga saat ini. Selain merupakan masalah ilmu permukaan yang merupakan kajian dan perlu ditangani para ahli kimia. Korosi juga menjadi masalah ekonomi karena menyangkut umur, penyusutan dan efisiensi pemakaian suatu bahan maupun peralatan dalam kegiatan secara fisika, korosi juga menyangkut kinetika reaksi yang menjadi wilayah kajian industri. Milyaran Dolas AS telah dibelanjakan setiap tahunnya untuk merawat jembatan, peralatan perkantoran, kendaraan bermotor, mesin-mesin industri serta peralatan elektronik lainnya agar umur konstruksinya dapat bertahan lebih lama. Banyak negara telah berusaha menghitung biaya korosi nasional dengan cara yang berbeda-beda, umumnya jatuh pada nilai yang berkisar antara 1,5 5,0 persen dari GNP. Para praktisi saat ini cenderung sepakat untuk menetapkan biaya korosi sekitar 3,5 persen dari GNP. Kerugian yang dapat ditimbulkan oleh korosi tidak hanya biaya langsung seperti pergantian peralatan industri, perawatan jembatan, konstruksi dan sebagainya, tetapi juga biaya tidak langsung seperti terganggunya proses produksi dalam industri serta kelancaran transportasi yang umumnya lebih besar dibandingkan biaya langsung.

B . Penyebab Terjadinya KorosiFaktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran bahan dansebagainya. Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zat-zat kimia yang bersifat korosif dan sebagainya. Bahan-bahan korosif(yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa maupun an-organik. Penguapan dan pelepasan bahan-bahan korosifkeudara dapat mempercepat proses korosi. Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat mepercepat proses korosi peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut. Flour, hidrogen fluorida beserta senyawaan-senyawaannya dikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini umumnya dipakai untuk sintesa bahan-bahan organik. Amoniak (NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas ke udara.

Ammoniak dalam kegiatan industri umumnya digunakan untuk sintesa bahan organik, sebagai bahan anti beku di dalam alat pendingin, juga sebagai bahan untuk pembuatan pupuk. Bejana-bejana penyimpan ammoniak harus selalu diperiksa untuk mencegah terjadinya kebocoran dan pelepasan bahan ini ke udara.

Embun pagi saat ini umumnya mengandung aneka partikel aerosol, debu serta gas-gas asam seperti NOx dan SOx. Dalam batubara terdapat belerang atau sulfur (S) yang apabila dibakar berubah menjadi oksida belerang. Masalah utama berkaitan dengan peningkatan penggunaan batubara adalah dilepaskannya gas-gas polutan seperti oksida nitrogen (NOx) dan oksida belerang (SOx). Walaupun sebagian besar pusat tenaga listrik batubara telah menggunakan alat pembersih endapan (presipitator) untuk membersihkan partikel-partikel kecil dari asap batubara, namun NOx dan SOx yang merupakan senyawa gas dengan bebasnya naik melewati cerobong dan terlepas ke udara bebas. Di dalam udara, kedua gas tersebut dapat berubah menjadi asam nitrat (HNO3) dan asam sulfat (H2SO4). Oleh sebab itu, udara menjadi terlalu asam dan bersifat korosif dengan terlarutnya gas-gas asam tersebut di dalam udara. Udara yang asam ini tentu dapat berinteraksi dengan apa saja, termasuk komponen-komponen renik di dalam peralatan elektronik. Jika hal itu terjadi, maka proses korosi tidak dapat dihindari lagi.

Korosi yang menyerang piranti maupun komponen-komponen elektronika dapat mengakibatan kerusakan bahkan kecelakaan. Karena korosi ini maka sifat elektrik komponen-komponen elektronika dalam komputer, televisi, video, kalkulator, jam digital dan sebagainya menjadi rusak. Korosi dapat menyebabkan terbentuknya lapisan non-konduktor pada komponen elektronik. Oleh sebab itu, dalam lingkungan dengan tingkat pencemaran tinggi, aneka barang mulai dari komponen elektronika renik sampai jembatan baja semakin mudah rusak, bahkan hancur karena korosi. Dalam beberapa kasus, hubungan pendek yang terjadi pada peralatan elektronik dapat menyebabkan terjadinya kebakaran yang menimbulkan kerugian bukan hanya dalam bentuk kehilangan atau kerusakan materi, tetapi juga korban nyawa. Bakteri Penyebab KorosiFenomena korosi yang terjadi dapat disebabkan adanya keberadaan dari bakteri. Jenis-jenis bakteri yang berkembang yaitu :

1. Bakteri reduksi sulfat

Bakteri ini merupakan bakteri jenis anaerob membutuhkan lingkungan bebas oksigen atau lingkungan reduksi, bakteri ini bersirkulasi di dalam air aerasi termasuk larutan klorin dan oksidiser lainnya, hingga mencapai kondisi ideal untuk mendukung metabolisme. Bakteri ini tumbuh pada oksigen rendah. Bakteri ini tumbuh pada daerah-daerah kanal, pelabuhan, daerah air tenang tergantung pada lingkungannya.

Bakteri ini mereduksi sulfat menjadi sulfit, biasanya terlihat dari meningkatnya kadar H2S atau Besi sulfida.Tidak adanya sulfat, beberapa turunan dapat berfungsi sebagai fermenter menggunakan campuran organik seperti pyruvnate untuk memproduksi asetat, hidrogen dan CO2, banyak bakteri jenis ini berisi enzim hidrogenase yang mengkonsumsi hidrogen.

2. Bakteri oksidasi sulfur-sulfida

Bakteri jenis ini merupakan bakteri aerob yang mendapatkan energi dari oksidasi sulfit atau sulfur. Bebarapa tipe bakteri aerob dapat teroksidasi sulfur menjadi asam sulfurik dan nilai pH menjadi 1. bakteriThiobaccilus umumnya ditemukan di deposit mineral dan menyebabkan drainase tambang menjadi asam.

3. Bakteri besi mangan oksida

Bakteri memperoleh energi dari osidasi Fe2+ Fe3+ dimana deposit berhubungan dengan bakteri korosi. Bakteri ini hampir selalu ditemukan di Tubercle (gundukan Hemispherikal berlainan ) di atas lubang pit pada permukaan baja. Umumnya oksidaser besi ditemukan di lingkungan dengan filamen yang panjang. C . Proses Terjadinya Korosi

Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosi menimbulkan banyak kerugian. Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion dengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik yang mengkonsumsi electron tersebut dengan laju yang sama : proses katodik biasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungan sekitarnya. Untuk contoh korosi logam besi dalam udara lembab.

D . Dampak Terjadinya KorosiKaratan adalah istilah yang diberikan masyarakat terhadap logam yang mengalami kerusakan berbentuk keropos. Sedangkan bagian logam yang rusak dan berwarna hitam kecoklatan pada baja disebut Karat. Secara teoritis karat adalah istilah yang diberikan terhadap satu jenis logam saja yaitu baja, sedangkan secara umum istilah karat lebih tepat disebut korosi. Korosi didefenisikan sebagai degradasi material (khususnya logam dan paduannya) atau sifatnya akibat berinteraksi dengan lingkungannya.

Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya.

Dilihat dari aspek elektrokimia, korosi merupakan proses terjadinya transfer elektron dari logam ke lingkungannya. Logam berlaku sebagai sel yang memberikan elektron (anoda) dan lingkungannya sebagai penerima elektron (katoda). Reaksi yang terjadi pada logam yang mengalami korosi adalah reaksi oksidasi, dimana atom-atom logam larut kelingkungannya menjadi ion-ion dengan melepaskan elektron pada logam tersebut. Sedangkan dari katoda terjadi reaksi, dimana ion-ion dari lingkungan mendekati logam dan menangkap elektron- elektron yang tertinggal pada logam.

Dampak yang ditimbulkan korosi sungguh luar biasa. Berdasarkan pengalaman pada tahun-tahun sebelumnya, Amerika Serikat mengalokasikan biaya pengendalian korosi sebesar 80 hingga 126 milyar dollar per tahun. Di Indonesia, dua puluh tahun lalu saja biaya yang ditimbulkan akibat korosi dalam bidang indusri mencapai 5 trilyun rupiah. Nilai tersebut memberi gambaran kepada kita betapa besarnya dampak yang ditimbulkan korosi dan nilai ini semakin meningkat setiap tahunnya karena belum terlaksananya pengendalian korosi secara baik bidang indusri. Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung adalah berupa terjadinya kerusakan pada peralatan, permesinan atau stuktur bangunan. Sedangkan kerugian tidak langsung berupa terhentinya aktifitas produksi karena terjadinya penggantian peralatan yang rusak akibat korosi, terjadinya kehilangan produk akibat adanya kerusakan pada kontainer, tanki bahan bakar atau jaringan pemipaan air bersih atau minyak mentah, terakumulasinya produk korosi pada alat penukar panas dan jaringan pemipaannya akan menurunkan efisiensi perpindahan panasnya, dan lain sebagainya.

E . Pengendalian Korosi

Dampak dari peristiwa korosi bersifat sangat merugikan. Contoh nyata adalah keroposnya jembatan, bodi mobil, ataupun berbagai konstruksi dari besi lainnya.Siapa di antara kita tidak kecewa bila bodi mobil kesayangannya tahu-tahu sudah keropos karena korosi. Pasti tidak ada. Karena itu, sangat penting bila kita sedikit tahu tentang apa korosi itu, sehingga bisa diambil langkah-langkah antisipasi.

Peristiwa korosi sendiri merupakan proses elektrokimia, yaitu proses (perubahan / reaksi kimia) yang melibatkan adanya aliran listrik. Bagian tertentu dari besi berlaku sebagai kutub negatif (elektroda negatif, anoda), sementara bagian yang lain sebagai kutub positif (elektroda positif, katoda). Elektron mengalir dari anoda ke katoda, sehingga terjadilah peristiwa korosi.

Ion besi (II)yang terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi menjadi ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi (karat besi), Fe2O3.xH2O.

Dari reaksi terlihat bahwa korosi melibatkan adanya gas oksigen dan air. Karena itu, besi yang disimpan dalam udara yang kering akan lebih awet bila dibandingkan ditempat yang lembab. Korosi pada besi ternyata dipercepat oleh beberapa faktor, seperti tingkat keasaman, kontak dengan elektrolit, kontak dengan pengotor, kontak dengan logam lain yang kurang aktif (logam nikel, timah, tembaga), serta keadaan logam besi itu sendiri (kerapatan atau kasar halusnya permukaan).

Pencegahan korosi didasarkan pada dua prinsip berikut :

1. Mencegah kontak dengan oksigen dan/atau airKorosi besi memerlukan oksigen dan air. Bila salah satu tidak ada, maka peristiwa korosi tidak dapat terjadi. Korosi dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat, oli, logam lain yang tahan korosi (logam yang lebih aktif seperti seg dan krom). Penggunaan logam lain yang kurang aktif (timah dan tembaga) sebagai pelapis pada kaleng bertujuan agar kaleng cepat hancur di tanah. Timah atau tembaga bersifat mampercepat proses korosi.

2. Perlindungan katoda (pengorbanan anoda)Besi yang dilapisi atau dihubugkan dengan logam lain yang lebih aktif akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katoda. Di sini, besi berfungsi hanya sebagai tempat terjadinya reduksi oksigen. Logam lain berperan sebagai anoda, dan mengalami reaksi oksidasi. Dalam hal ini besi, sebagai katoda, terlindungi oleh logam lain (sebagai anoda, dikorbankan). Besi akan aman terlindungi selama logam pelindungnya masih ada / belum habis. Untuk perlindungan katoda pada sistem jaringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam magnesium, Mg. Logam ini secara berkala harus dikontrol dan diganti.

1. Membuat alloy atau paduan logam yang bersifat tahan karat,

misalnya besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr, 9%Ni).

2. Pengecatan. Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.5. Pelumuran denganOliatau Gemuk.Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.6. Pembalutan dengan Plastik.Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.7 Tin Plating(pelapisan dengantimah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebuttin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.8. Galvanisasi(pelapisan dengan Zink).Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebutperlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.9. Cromium Plating(pelapisan dengankromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil.Cromium platingjuga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.10. Sacrificial Protection(pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.D . Bentuk Bentuk Korosi

Bentuk-bentuk korosi dapat berupa korosi merata, korosi galvanik, korosi sumuran, korosi celah, korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced hydrogen), korosi intergranular, selective leaching, dan korosi erosi.

1. Korosi merata

Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak diseluruh permukaan logam, oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merata akan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Kerugian langsung akibat korosi merata berupa kehilangan material konstruksi, keselamatan kerja dan pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa yang mencemarkan lingkungan. Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain berupa penurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan (preventive maintenance).

2. Korosi galvanik

Korosi galvanik terjadi apabila dua logam yang tidak sama dihubungkan dan berada di lingkungan korosif. Salah satu dari logam tersebut akan mengalami korosi, sementara logam lainnya akan terlindung dari serangan korosi. Logam yang mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial yang lebih rendah dan logam yang tidak mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial lebih tinggi.

3. Korosi sumuran

Korosi sumuran adalah korosi lokal yang terjadi pada permukaan yang terbuka akibat pecahnya lapisan pasif. Terjadinya korosi sumuran ini diawali dengan pembentukan lapisan pasif dipermukaannya, pada antarmuka lapisan pasif dan elektrolit terjadi penurunan pH, sehingga terjadi pelarutan lapisan pasif secara perlahan-lahan dan menyebabkan lapisan pasif pecah sehingga terjadi korosi sumuran. Korosi sumuran ini sangat berbahaya karena lokasi terjadinya sangat kecil tetapi dalam, sehingga dapat menyebabkan peralatan atau struktur patah mendadak.

4. Korosi celah

Korosi celah adalah korosi lokal yang terjadi pada celah diantara dua komponen. Mekanisme terjadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi merata diluar dan didalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Pada suatu saat oksigen (O2) di dalam celah habis, sedangkan oksigen (O2) diluar celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam yang didalam celah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi.

5. Korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced hydrogen) . Korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced hydrogen) adalah bentuk korosi dimana material mengalami keretakan akibat pengaruh lingkungannya. Korosi retak tegang terjadi pada paduan logam yang mengalami tegangan tarik statis dilingkungan tertentu, seperti : baja tahan karat sangat rentan terhadap lingkungan klorida panas, tembaga rentan dilarutan amonia dan baja karbon rentan terhadap nitrat. Korosi retak fatk terjadi akibat tegangan berulang dilingkungan korosif. Sedangkan korosi akibat pengaruh hidogen terjadi karena berlangsungnya difusi hidrogen kedalam kisi paduan.

6. Korosi intergranular

Korosi intergranular adalah bentuk korosi yang terjadi pada paduan logam akibat terjadinya reaksi antar unsur logam tersebut di batas butirnya. Seperti yang terjadi pada baja tahan karat austenitik apabila diberi perlakuan panas. Pada temperatur 425 815oC karbida krom (Cr23C6) akan mengendap di batas butir. Dengan kandungan krom dibawah 10 %, didaerah pengendapan tersebut akan mengalami korosi dan menurunkan kekuatan baja tahan karat tersebut.

7. Selective leaching

Selective leaching adalah korosi yang terjadi pada paduan logam karena pelarutan salah satu unsur paduan yang lebih aktif, seperti yang biasa terjadi pada paduan tembaga-seng. Mekanisme terjadinya korosi selective leaching diawali dengan terjadi pelarutan total terhadap semua unsur. Salah satu unsur pemadu yang potensialnya lebih tinggi akan terdeposisi, sedangkan unsur yang potensialnya lebih rendah akan larut ke elektrolit. Akibatnya terjadi keropos pada logam paduan tersebut. Contoh lain selective leaching terjadi pada besi tuang kelabu yang digunakan sebagai pipa pembakaran. Berkurangnya besi dalam paduan besi tuang akan menyebabkan paduan tersebut menjadi porous dan lemah, sehingga dapat menyebabkan terjadinya pecah pada pipa.

2.2Semen

Semen adalah zat yang digunakan untuk merekat batu, bata, batako, maupun bahan bangunan lainnya. Sedangkan kata semen sendiri berasal dari caementum (bahasa Latin), yang artinya "memotong menjadi bagian-bagian kecil tak beraturan". Meski sempat populer di zamannya, nenek moyang semen made in Napoli ini tak berumur panjang. Menyusul runtuhnya Kerajaan Romawi, sekitar abad pertengahan (tahun 1100-1500 M) resep ramuan pozzuolana sempat menghilang dari peredaran.

Sejarah

Dalam perkembangan peradaban manusia khususnya dalam hal bangunan, tentu kerap mendengar cerita tentang kemampuan nenek moyang merekatkan batu-batu raksasa hanya dengan mengandalkan zat putih telur, ketan atau lainnya. Alhasil, berdirilah bangunan fenomenal, seperti Candi Borobudur atau Candi Prambanan di Indonesia ataupun jembatan di Cina yang menurut legenda menggunakan ketan sebagai perekat. Ataupun menggunakan aspal alam sebagaimana peradaban di Mahenjo Daro dan Harappa di India ataupun bangunan kuno yang dijumpai di Pulau ButonBenar atau tidak, cerita, legenda tadi menunjukkan dikenalnya fungsi semen sejak zaman dahulu. Sebelum mencapai bentuk seperti sekarang, perekat dan penguat bangunan ini awalnya merupakan hasil percampuran batu kapur dan abu vulkanis. Pertama kali ditemukan pada zaman Kerajaan Romawi, tepatnya di Pozzuoli, dekat teluk Napoli, Italia. Bubuk itu lantas dinamai pozzuolana.

Pabrik semen di Australia.

Baru pada abad ke-18 (ada juga sumber yang menyebut sekitar tahun 1700-an M), John Smeaton - insinyur asal Inggris - menemukan kembali ramuan kuno berkhasiat luar biasa ini. Dia membuat adonan dengan memanfaatkan campuran batu kapur dan tanah liat saat membangun menara suar Eddystone di lepas pantai Cornwall, Inggris.

Ironisnya, bukan Smeaton yang akhirnya mematenkan proses pembuatan cikal bakal semen ini. Adalah Joseph Aspdin, juga insinyur berkebangsaan Inggris, pada 1824 mengurus hak paten ramuan yang kemudian dia sebut semen portland. Dinamai begitu karena warna hasil akhir olahannya mirip tanah liat Pulau Portland, Inggris. Hasil rekayasa Aspdin inilah yang sekarang banyak dipajang di toko-toko bangunan.

Sebenarnya, adonan Aspdin tak beda jauh dengan Smeaton. Dia tetap mengandalkan dua bahan utama, batu kapur (kaya akan kalsium karbonat) dan tanah lempung yang banyak mengandung silika (sejenis mineral berbentuk pasir), aluminium oksida (alumina) serta oksida besi. Bahan-bahan itu kemudian dihaluskan dan dipanaskan pada suhu tinggi sampai terbentuk campuran baru.

Selama proses pemanasan, terbentuklah campuran padat yang mengandung zat besi. Nah, agar tak mengeras seperti batu, ramuan diberi bubuk gips dan dihaluskan hingga berbentuk partikel-partikel kecil mirip bedak.

Pengaduk semen sederhana.

Lazimnya, untuk mencapai kekuatan tertentu, semen portland berkolaborasi dengan bahan lain. Jika bertemu air (minus bahan-bahan lain), misalnya, memunculkan reaksi kimia yang sanggup mengubah ramuan jadi sekeras batu. Jika ditambah pasir, terciptalah perekat tembok nan kokoh. Namun untuk membuat pondasi bangunan, campuran tadi biasanya masih ditambah dengan bongkahan batu atau kerikil, biasa disebut concrete atau beton.

Beton bisa disebut sebagai mahakarya semen yang tiada duanya di dunia. Nama asingnya, concrete - dicomot dari gabungan prefiks bahasa Latin com, yang artinya bersama-sama, dan crescere (tumbuh). Maksudnya kira-kira, kekuatan yang tumbuh karena adanya campuran zat tertentu. Dewasa ini, nyaris tak ada gedung pencakar langit berdiri tanpa bantuan beton.

Meski bahan bakunya sama, "dosis" semen sebenarnya bisa disesuaikan dengan beragam kebutuhan. Misalnya, jika kadar aluminanya diperbanyak, kolaborasi dengan bahan bangunan lainnya bisa menghasilkan bahan tahan api. Ini karena sifat alumina yang tahan terhadap suhu tinggi. Ada juga semen yang cocok buat mengecor karena campurannya bisa mengisi pori-pori bagian yang hendak diperkuat.

Kandungan kimia

Trikalsium silikat

Dikalsium silikat

Trikalsium aluminat

Tetrakalsium aluminofe

Gipsum

Produksi semen

Langkah utama proses produksi semen

1. Penggalian/Quarrying:Terdapat dua jenis material yang penting bagi produksi semen: yang pertama adalah yang kaya akan kapur atau material yang mengandung kapur (calcareous materials) seperti batu gamping, kapur, dll., dan yang kedua adalah yang kaya akan silika atau material mengandung tanah liat (argillaceous materials) seperti tanah liat. Batu gamping dan tanah liat dikeruk atau diledakkan dari penggalian dan kemudian diangkut ke alat penghancur.

2. Penghancuran: Penghancur bertanggung jawab terhadap pengecilan ukuran primer bagi material yang digali.

3. Pencampuran Awal: Material yang dihancurkan melewati alat analisis on-line untuk menentukan komposisi tumpukan bahan.

4. Penghalusan dan Pencampuran Bahan Baku: Sebuah belt conveyor mengangkut tumpukan yang sudah dicampur pada tahap awal ke penampung, dimana perbandingan berat umpan disesuaikan dengan jenis klinker yang diproduksi. Material kemudian digiling sampai kehalusan yang diinginkan.

5. Pembakaran dan Pendinginan Klinker: Campuran bahan baku yang sudah tercampur rata diumpankan ke pre-heater, yang merupakan alat penukar panas yang terdiri dari serangkaian siklon ketika terjadi perpindahan panas antara umpan campuran bahan baku dengan gas panas dari kiln yang berlawanan arah. Kalsinasi parsial terjadi pada preheater ini dan berlanjut dalam kiln, ketika bahan baku berubah menjadi agak cair dengan sifat seperti semen. Pada kiln yang bersuhu 1350-1400C, bahan berubah menjadi bongkahan padat berukuran kecil yang dikenal dengan sebutan klinker, kemudian dialirkan ke pendingin klinker, tempat udara pendingin akan menurunkan suhu klinker hingga mencapai 100C.

6. Penghalusan Akhir: Dari silo klinker, klinker dipindahkan ke penampung klinker dengan dilewatkan timbangan pengumpan, yang akan mengatur perbandingan aliran bahan terhadap bahan-bahan aditif. Pada tahap ini, ditambahkan gipsum ke klinker dan diumpankan ke mesin penggiling akhir. Campuran klinker dan gipsum untuk semen jenis 1 dan campuran klinker, gipsum dan posolan untuk semen jenis P dihancurkan dalam sistem tertutup dalam penggiling akhir untuk mendapatkan kehalusan yang dikehendaki. Semen kemudian dialirkan dengan pipa menuju silo semen.Jenis semen

Jenis semen

No.SNINama

SNI 15-0129-2004Semen portland putih

SNI 15-0302-2004Semen portland pozolan / Portland Pozzolan Cement (PPC)

SNI 15-2049-2004Semen portland / Ordinary Portland Cement (OPC)

SNI 15-3500-2004Semen portland campur

SNI 15-3758-2004Semen masonry

SNI 15-7064-2004Semen portland komposit

DAFTAR PUSTAKA

http://cassanarief.blogspot.com/2013/12/korosi-adalah.htmlhttp://ratihkumalachachae.blogspot.com/2011/12/mengenal-korosi-dan-akibatnya-serta.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Semenhttp://fakeplasticworlds.wordpress.com/2009/12/18/bahan-konstruksi-teknik-kimia-bahan-konstruksi-korosi-pengantar/http://id.wikipedia.org/wiki/Bahanhttp://mustazamaa.wordpress.com/2010/04/15/sifat-sifat-mekanik-bahan/http://novirita.blogspot.com/2011/01/deformasi-plastic-dan-delastic.htmlhttp://rudydwi.wordpress.com/2010/03/28/mengetahui-sifat-mekanik-material-dengan-uji-tarik/http://www.fisika-ceria.com/sifat-listrik-bahan-semikonduktor.htmlVan Vlack H. Laurence. 1995. Ilmu dan teknologi Bahan Edisi ke 5. Jakarta : ErlanggaPurba,Michael.Ilmu Kimia Untuk SMU Kelas 3. Erlangga:Jakarta.1997.Lampiran Gambar SEMEN , KOROSI , dan BKTK

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

e + r = 1

e = ( = 1 r

EMBED Equation.3

54

_1477812800.unknown

_1477813015.unknown

_1477812743.unknown