TEKNOLOGI BAJA

A.    JENIS-JENIS BAJA

       Baja secara umum dapat dikelompokkan atas 2 jenis yaitu :

• Baja karbon (Carbon steel)
• Baja paduan (Alloy steel)

 1. Baja Karbon (carbon steel)

     Baja karbon dapat terdiri atas :

a.     Baja karbon rendah (low carbon steel)

              Machine, machinery dan mild steel (0,05 % – 0,30% C ) Sifatnya mudah ditempa dan mudah di mesin  Penggunaannya:

      •  0,05 % – 0,20 % C : automobile bodies, buildings, pipes, chains, rivets, screws, nails.

      •  0,20 % – 0,30 % C : gears, shafts, bolts, forgings, bridges, buildings

b.     Baja karbon menengah (medium carbon steel )

a.     Kekuatan lebih tinggi daripada baja karbon rendah.

b.     Sifatnya sulit untuk dibengkokkan, dilas, dipotong.

     Penggunaan:

• 0,30 % – 0,40 % C : connecting rods, crank pins, axles.
• 0,40 % – 0,50 % C : car axles, crankshafts, rails, boilers, auger bits, screwdrivers.
• 0,50 % – 0,60 % C : hammers dan sledges

c.     Baja karbon tinggi (high carbon steel)  tool steel

       Sifatnya sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong. Kandungan 0,60 % – 1,50 % C

       Penggunaan :

• screw drivers, blacksmiths hummers, tables knives, screws, hammers, vise jaws, knives, drills. tools for turning brass and wood, reamers, tools for turning hard metals, saws for cutting steel, wire drawing dies, fine cutters (driver sekrup, pandai besi hummers , pisau meja , sekrup , palu , rahang catok , pisau , latihan . alat untuk mengubah kuningan dan kayu , reamers , alat untuk mengubah logam keras , gergaji untuk memotong baja, kawat menggambar meninggal , pemotong baik).

2. Baja Paduan (Alloy steel)

Tujuan dilakukan penambahan unsur yaitu:

• Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik dan sebagainya)
• Untuk menaikkan sifat mekanik pada temperatur rendah
• Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan reduksi)
• Untuk membuat sifat-sifat spesial

Baja paduan yang diklasifikasikan menurut kadar karbonnya dibagi menjadi:

• Low alloy steel, jika elemen paduannya ≤ 2,5 %
• Medium alloy steel, jika elemen paduannya 2,5 – 10 %
• High alloy steel, jika elemen paduannya > 10 %

Baja paduan juga dibagi menjadi dua golongan yaitu baja campuran khusus (special alloy steel) &high speed steel.

a.     Baja Paduan Khusus (special alloy steel)

Baja jenis ini mengandung satu atau lebih logam-logam seperti nikel, chromium, manganese, molybdenum, tungsten dan vanadium. Dengan menambahkan logam tersebut ke dalam baja maka baja paduan tersebut  akan merubah sifat-sifat mekanik dan kimianya seperti menjadi lebih keras, kuat dan ulet bila dibandingkan  terhadap baja karbon (carbon steel).

b.     High Speed Steel (HSS) Self Hardening Steel

Kandungan karbon : 0,70 % – 1,50 %. Penggunaan membuat alat-alat potong seperti drills, reamers, countersinks, lathe tool bits dan milling cutters. Disebut High Speed Steel karena alat potong yang dibuat dengan material tersebut dapat dioperasikan dua kali lebih cepat dibanding dengan carbon steel. Sedangkan harga dari HSS besarnya dua sampai empat kali daripada carbon steel

Jenis Lainnya :

Baja dengan sifat fisik dan kimia khusus:

• Baja tahan garam (acid-resisting steel)
• Baja tahan panas (heat resistant steel)
• Baja tanpa sisik (non scaling steel)
• Electric steel
• Magnetic steel
• Non magnetic steel
• Baja tahan pakai (wear resisting steel)
• Baja tahan karat/korosi

Dengan mengkombinasikan dua klasifikasi baja menurut kegunaan dan komposisi kimia maka diperoleh lima kelompok baja yaitu:

·       Baja karbon konstruksi (carbon structural steel)

·       Baja karbon perkakas (carbon tool steel)

·       Baja paduan konstruksi (Alloyed structural steel)

·       Baja paduan perkakas (Alloyed tool steel)

·       Baja konstruksi paduan tinggi (Highly alloy structural steel)

B.    PROSES PEMBUATAN BAJA

Baja merupakan salah satu bahan yang sangat banyak dipakai di seluruh dunia untuk keperluan kehidupan manusia, khususnya di dunia industri.  Ditemukan buat pertama kali oleh orang Mesir lebih dari 4000 tahun yang lalu untuk perhiasan dan alat rumah tangga yang kemudian berkembang menjadi bahan berharga dan dimanfaatkan orang setiap hari saat ini

Untuk menjadikan baja, banyak proses yang dilakukan, sehingga membutuhkan ilmu pengetahuan dan teknologi agar dapat dipakai dalam berbagai keperluan.

1. pembuatan besi kasar
          Besi kasar adalah hasil pengolahan dari bijih besi dengan melalui beberapa proses.  Proses awal adalah dengan mengurangi senyawa-senyawa dan zat-zat lain yang terkandung dalam bijih besi dengan tahap sebagai berikut : 
 ·         Dibersihkan. 
 ·         Dipecah-pecah dan digiling sampai menjadi halus, sehingga partikel besi dapat dipisahkan dari bahan yang tidak diperlukan dengan menggunakan magnit. 
 ·         Dibentuk menjadi “pellet” (bulatan-bulatan kecil) dengan diameter + 14 mm. 

GAMBAR 1.1 TROMBOL MAGNET

            Untuk memudahkan dalam pembentukan “pellet” maka ditambahkan tanah liat, sehingga dapat dirol menjadi bentuk bulat. Setelah proses  awal dilakukan, maka bijih besi diproses pada dapur tinggi.Dapur tinggi mempunyai konstruksi yang cukup besar dengan ketinggian mencapai 100 meter.  Dinding luar terbuat dari baja dan bagian dalam dilapisi batu tahan api yang mampu menahan temperatur tinggi.Pada bagian atas dapur tinggi terdapat corong untuk memasukkan bahan baku, yaitu bijih besi, kokas dan batu kapur.

           Kokas adalah batu bara yang telah diproses (disuling kering) sehingga dapat menghasilkan panas yang tinggi.  Batu kapur berfungsi untuk mengikat bahan-bahan yang tidak diperlukan.Proses pada dapur tinggi adalah dengan meniupkan udara panas ke dalam dapur tinggi untuk membakar kokas dengan temperatur + 2000^oC.Cairan besi dan terak akan turun ke dasar dapur tinggi secara perlahan-lahan dan selanjutnya dituang ke kereta khusus.  Hasil ini disebut besi kasar, yang kemudian dapat diproses lebih lanjut menjadi baja.  

2. Proses Pembuatan baja

Besi kasar dari hasil proses dapur tinggi, kemudian diproses lanjut untuk dijadikan berbagai jenis baja.Ada beberapa proses yang dilakukan untuk merubah besi kasar menjadi baja : 

a.     Dapur Baja Oksigen (Proses Bassemer) 

                               Pada dapur baja oksigen dilakukan proses lanjutan dari besi kasar menjadi baja, yakni dengan membuang sebagian besar karbon dan kotoran-kotoran (menghilangkan bahan-bahan yang tidak diperlukan) yang masih ada pada besi kasar. Ke dalam dapur dimasukkan besi bekas, kemudian baru besi kasar, tapi sebagian fabrik baja banyak yang langsung dari dapur tinggi, sehingga masih dalam keadaan cair langsung disalurkan ke dapur Oksigen.
Kemudian, udara (oksigen) yang didinginkan dengan air dan kecepatan tinggi ditiupkan ke cairan logam.  Ini akan bereaksi dengan cepat antara karbon dan kotoran-kotoran lain yang akan membentuk terak yang mengapung pada permukaan cairan.Dapur dimiringkan, maka cairan logam akan keluar melalui saluran yang kemudian ditampung dalam kereta-kereta tuang.Untuk mendapatkan spesifikasi baja tertentu, maka ditambahkan campuran lain sebagai bahan paduan.  Hasil penuangan ini dapat langsung dilanjutkan dengan proses pengerolan untuk mendapatkan bentuk/profil yang diinginkan.  

  Gambar 1.2  dapur baja oksigen

b. Dapur Baja Terbuka (Siemens Martin) 
            Sama halnya dengan Dapur Baja Oksigen, maka dapur baja terbuka (Siemens Martin) juga merupakan dapur yang digunakan untuk memproses besi kasar menjadi baja.Dapur ini dapat menampung baja cair lebih dari 100 ton dengan proses mencapai temperatur + 1600^oC; wadah besar serta berdinding yang sangat kuat dan landai. 
Proses pembuatan dengan dapur ini adalah proses oksidasi kotoran yang terdapat pada bijih besi sehingga menjadi terak yang mengapung pada permukaan baja cair.  Oksigen langsung disalurkan kedalam cairan logam melalui tutup atas.  Apabila selesai tiap proses, maka tutup atas dibuka dan cairan baja disalurkan untuk proses selanjutnya untuk dijadikan bermacam-macam jenis baja.  

                                                        Gamabr 1.3. dapur baja terbuka

 3.    Dapur Baja Listrik 

Panas yang dibutuhkan untuk pencairan baja adalah berasal arus listrik yang disalurkan dengan tiga buah elektroda karbon dan dimasukkan/diturunkan mendekati dasar dapur.  Penggunaan arus listrik untuk pemanasan tidak akan mempengaruhi atau mengkontaminasi cairan logam, sehingga proses dengan dapur baja listrik merupakan salah satu proses yang terbaik untuk menghasilkan baja berkualitas tinggi dan baja tahan karat (stainless steel). 
Dalam proses pembuatan, bahan-bahan yang dimasukkan adalah bahan-bahan yang benar-benar diperlukan dan besi bekas.  Setelah bahan-bahan dimasukkan, maka elektroda-elektroda listrik akan memanaskan bahan dengan panas yang sangat tinggi (+ 7000^oC), sehingga besi bekas dan bahan-bahan lain yang dimasukkan dengan cepat dapat mencair. 
Adapun campuran-campuran lain (misalnya untuk membuat baja tahan karat) dimasukkan setelah bahan-bahan menjadi cair dan siap untuk dituang.

Gamabar 1.4. dapur baja listrik

A.    BETON PRATEGANG

Dengan semakin majunya teknologi konstruksi pada era sekarang dan semakin tinggi nya penggunaan beton dalam dunia konstruksi, beton prategang adalah solusi bagus untuk memenuhi kebutuhan beton karena beton prategang memiliki banyak kelebihan berikut penjelasan singkat tentang beton prategang.

1. PENGERTIAN BETON PRATEGANG
     Pengertian beton prategang menurut beberapa peraturan adalah sebagai berikut:
     

a.  Menurut PBI – 1971
         Beton prategang adalah beton bertulang dimana telah ditimbulkan tegangan-tegangan intern  dengan nilai dan pembagian yang sedemikian rupa hingga tegangan-tegangan akibat beton- beton dapat dinetralkan sampai suatu taraf yang diinginkan.
     

b.  Menurut Draft Konsensus Pedoman Beton 1998
         Beton prategang adalah beton bertulang yang dimana telah diberikan tegangan dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat pemberian beban yang bekerja.
     

c.  Menurut ACI
         Beton prategang adalah beton yang mengalami tegangan internal dengan besar dan distribusi sedemikian rupa sehingga dapat mengimbangi sampai batas tertentu tegangan yang terjadi  akibat beban eksternal.

B. PRINSIP DAN CARA KERJA BETON PRATEGANG 

Untuk memberikan memberikan gaya konsentris pada beton prategang bisa dilakukan dengan dua cara yaitu :

a. Pre-tensioned Prestressed Concrete (pratarik), ialah konstruksi dimana tendon ditegangkan dengan pertolongan alat pembantu sebelum beton mengeras dan gaya konsentris dipertahankan sampai beton cukup keras.

b. Post-tensioned Prestressed Concrete (pasca tarik), adalah konstruksi dimana setelah betonnya cukup keras, barulah dberikan gaya konsentris dengan menarik kabel tendon.

1. Pre-Tensioning ( Pra Tarik) 

       Metode ini baja prategang diberi gaya prategang dulu sebelum beton dicor, oleh karena itudisebut pretension method. Adapun prinsip dari Pratarik ini secara singkat adalah sebagai berikut :

Tahap 1: Siapkan bekisting ( formwork ) yang telah lengkap dengan lubang untuk kabel tendon ( tendon duct ) yang dipasang melengkung sesuai bidang momen balok, setelah itu beton dicor ( gambar A ).

Tahap 2 : Setelah beton di cor dan sudah  bisa memikul berat sendiri, tendon atau kabel prategang dimasukkan ke dalam  Lubang Tendong (tendon duct), selanjutnya ditarik untuk mendapatkan gaya prategang. Metode pemberian gaya prategang adalah dengan cara mengikat salah satu angker, kemudian ujung angker lainnya ditarik ( ditarik dari satu sisi ). tetapi ada pula yang ditarik dikedua sisinya kemudiang diangker secara bersamaan. Setelah diangkur kemudiang dilakukan grouting pada lubang angker tadi ( Gambar B ).

Tahap 3 : Setelah diangkur, balok beton menjadi tertekan, jadi gaya konsentris telah ditransfer kebeton. Karena tendon dipasang melengkung, maka akibat gaya konsentris tendon memberikan beban merata kebalok yang arahnya keatas, akibatnya bentuk balok melungkung keatas ( gambar C ).

Untuk memudahkan transportasi dari pabrik ke site, maka biasanya beton prategang dibuat dengan sistem post-tension ini dilaksanakan secara segmental ( balok dibagi-bagi menjadi beberapa bagian, misalnya perbagian dibuat dengan panjang 1 sampai dengan 3 m ).

D. TAHAP PEMBEBENAN

Tidak seperti beton konvensioanl, beton prategang mengalami beberapa tahap pembebanan. Pada setiap tahap pembebanan harus dilakukan pengecekan atas kondisi serat tekan dan serat tarik dari setiap penampang. Pada tahap tersebut berlaku tegangan ijin yang berbeda-beda sesuai kondisi beton dan tendon. Ada dua tahap pembebanan pada beton prategang, yaitu transfer dan service.

1. Tahap transfer adalah tahap pada saat beton sudah mulai mengering dan dilakukan penarikan kabel prategang. Pada saat ini biasanya yang bekerja hanya beban mati struktur, yaitu berat sendiri struktur ditambah beban pekerja dan alat. Pada saat ini beban hidup belum bekerja sehingga momen yang bekerja adalah minimum, sementara gaya yang bekerja adalah maksimum karena belum ada kehilangan gaya prategang.
2. Kondisi service (servis) adalah kondisi pada saat beton prategang digunakan sebagai komponen struktur. Kondisi ini dicapai setelah semua kehilangan gaya prategang dipertimbangkan. Pada saat ini beban luar pada kondisi yang maksimum sedangkan gaya pratekan mendekati harga minimum.

C. MATERIAL BETON PRATEGANG

1. Beton adalah hasil dari pencampuran beberapa material berupa semen, air dan agregat. dengan perbandingan berat campuran agregat kasar 44%, agregat halus 31%, semen 18%, dan air 7%. setelah 28 hari beton akan mencapai kekuatan yang ideal yang disebuta kuat tekan karakteristik. Kuat tekan karakteristik adalah tegangan yang telah melampaui 95% dari pengukuran kuat tekan uniaksial yang diambil dari tes penekanan standar, yaitu dengan kubus ukuran 15x15 cm, atau siliner dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.  Beton yang digunakan untuk beton prategang adalah beton yang mempunyai kekuatan tekan yang tinggi dengan nilai f’c minimal 30 Mpa. 
2. Baja : material baja yang biasa digunakan  dalam pembuatan beton prategang adalah sebagai berikut K

• PC Wire, biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton prategang dengan sistem pratarik.
• PC Strand, biasanya digunakan untuk baja prategang untuk beton prategang dengan sistem pascatarik.
• PC BAR, biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton prategang dengan sistem pratarik.
• Tulangan biasa, yaitu tulangan yang bisa dipakai untuk beton konvensional seperti besi polos dan besi ulir

D. KEUNGGULAN BETON PRATEGANG

Beton Prategang ( Prestressed concrete ) mempunyai beberapa keunggulan bila dibandingkan dengan beton konvensional biasa, antara lain:

1.  Kelebihan dari segi teknis :

• Terhindarnya retak terbuka didaerah tarik, sehingga beton prategang akan lebih tahan terhadap korosi.
• Kedap air, bagus digunakan untuk proyek yang dekat dengan perairan.
• Karena terbentuknya lawan lendut akibat gaya prategang sebelum beban rencana bekerja, maka lendutan akhir setelah beban rencana bekerja, akan lebih kecil dari pada beton bertulang biasa.
• Efisien karena dimensi penampang struktur akan lebih kecil atau langsing, sebab seluruh luas penampang dipergunakan secara efektif.
• Jumlah penggunaan baja  jauh lebih sedikit dari pada jumlah berat besi penulangan pada konstruksi beton konvensional biasa.
• Ketahanan terhadap geser dan ketahanan terhadap puntirnya meningkat.

kelebihan dari segi teknis ini akan mempengaruhi biaya untuk memproduksi beton prategang itu sendiri, dan dari segi ekonomis beton prategang juga memiliki beberapa kelebihan antara lain :

• Volume beton yang digunakan untuk produksi beton prategang lebih sedikit
• Jumlah baja/besi yang digunakan untuk produksi beton prategang sedikit.
• Beton prategang akan lebih menguntungkan jika dibuat dalam jumlah besar
• beton prategang hampir tidak memerlukan biaya pemeliharan, lebih tahan lama karena, dapat membuat balok dengan bentang yang lebih panjang. 
• Dengan menggunakan beton prategang bisa menghemat waktu pelaksanaan konstruksi. Sekian posting kali ini semoga bermanfaat dan bisa menambah wawasan.
  
  (Sumber : PBI 1971, ACI, dan Konsensus Pedoman Beton 1998)

PENGUJIAN VISUAL SEMEN

Tujuan                        :

1. Dapat mengetahui  prosedur pengamatan visual semen
2. Dapat mengetahui kegunaan pengamata visual semen dari warna, bau, dan kehalusan.

Referensi                    :

Dalam pengujian visual semen  ini kami menggunakan beberapa referensi, diantaranya  adalah sebagai berikut :    

1. ASTM
2. SNI

Teori Singkat             :

Pengujian secara Visual, yaitu untuk mengetahui sesuatu dengan melihat langsung yang meliputi :

• Bentuk fisik/kantong pembungkusnya
• Merk/Produk
• Berat Isi

Pengujian visual semen dilakukan untuk mengetahui sesuatu dengan langsung yang meliputi bentuk fisik/kantong pembungkusnya, merk atau produk dan berat isi. Semen harus disimpan ditempat yang kering, tidak langsung di atas tanah yang lembab, dan diberi lapisan papan kayu agar tidak lembab.

Peralatan                   :

Pada praktikum kali ini, kelompok kami menggunakan beberapa peralatan, seperti :

•   Sarung tangan karet
•   Spatula

Bahan                         :

• Semen portland
  

• Persiapan                   :

1. Menyiapkan peralatan yang akan digunakan
2. Menyiapkan semen secukupnya  

• Prosedur Pelaksanaan          :

1.  Pertama kami mencium bau dari semen dan menuliskannya
2. Kami mengamati warn dari semen dan menuliskannya
3. Lalu kami mengambil sedikit semen dengan ibu jari dan telunjuk dan menggerakkan berulang-ulang sampai semen yang ada di jari habis dan menuliskannya.

       sekian dan terimakasih semoga bermanfaat :)

• Baca juga PENGUJIAN AIR SECARA VISUAL