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.
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 + 2000oC.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.
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 + 1600oC; 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.
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 + 1600oC; 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 (+ 7000oC), 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.
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 (+ 7000oC), 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:
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.
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.
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.
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.
- 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 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.
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.
- 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.
- 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
- 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.
- 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)