TUGAS I

BAHAN KONTRUKSI KIMIA,DAN PENGOLAHAN BAHAN

MENTAH MENJADI BAHAN BAKU

MAK

Dibuat Untuk Memenuhi Tugas Mata kuliah

Bahan Kontruksi Teknik Kimia

Nama : Karina

NIM : 03111003034

Kelas : B

Fakultas : Teknik

Jurusan : Teknik Kimia

Dosen Pembimbing : Ir. Faisol Asip

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2013

Kriteria Pemilihan Bahan Konstruksi Kimia

Berikut ada 3 kriteria pemilihan bahan konstruksi kimia yaitu :

Dasar – dasar pemilihan Bahan Konstruksi Teknik Kimia

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:

Material properties

Thermal properties

Corrosion resistance

Thermal conductivity and e;ectrical resistance

Ease of fabrication

Availability in standard size

Cost

Kriteria Pemilihan Bahan Kontruksi

Kimia

Kriteria Pemilihan Bahan Kontruksi

Kimia

BiayaBiaya Sifat Umum BahanSifat Umum Bahan KetersediaanKetersediaan

Sifat Mekanik BahanSifat Mekanik Bahan

Sifat Thermal BahanSifat Thermal Bahan

Sifat Listrik BahanSifat Listrik Bahan

Contamination

Recycle

1. Biaya

Bahan baku adalah bahan pokok atau bahan utama yang diolah dalam proses produksi menjadi

produk jadi. Bahan baku dapat diidentifikasikan dengan produk atau pesanan tertentu dan

nilainya relatif besar. Biaya yang timbul atau terjadi untuk memperoleh bahan baku dan untuk

menempatkannya dalam keadaan siap diolah disebut biaya bahan baku.

Harga pokok bahan baku terdiri dari harga beli, biaya angkutan, dan biaya-biaya lainnya

yang dikeluarkan untuk menyiapkan bahan baku tersebut siap dipakai. Jadi harga pokok bahan

baku bukan hanya harga yang tercantum pada faktur pembelian (harga beli).

Bahan baku merupakan bahan yang membentuk bagian menyeluruh produk jadi.  Bahan

baku dapat di peroleh dari pembelian lokal,impor atau dari pengelolahan sendiri. Dalam

memperoleh bahan baku mengeluarkan harga beli bahan baku, biaya-biaya pembelian,

pengudangan, dan biaya perolehan lain.

Sebelum di bahas unsur-unsur biaya yang membentuk harga pokok bahan baku yang di

beli berikut diuraikan sistem pembelian lokal bahan baku.

Dalam sisem pembelian lokal bahan baku terdiri dari berbagai macam prosedur yaitu:

1. Prosedur permintaan pembelian bahan baku.

2. Prosedur order pembelian

3. Prosedur penerimaan bahan baku

4. Prosedur pencatatan penerimaan bahan baku di bagian gudang

5. Prosedur pencatatan utang yang timbul dari pembelian bahan baku

2. Ketersediaan

Bentuk alami dari arsip yang akan disimpan termasuk ukuran, jumlah, berat, komposisi

fisik dan nilainya. Bahan baku merupakan salah satu unsur penting dalam proses produksi,

dengan tersedianya bahan baku dalam jumlah dan waktu yang tepat contohnya pada suatu

pembuatan bahan baku beton untuk jalan dalam hal ini dipakai metode perencanaan bahan baku

atau MRP (Material Requirement Planning ). MRP sendiri bersumber dari tiga masukannya

yaitu Master Production Schedule (MPS), Bill of Material dan Inventory Record File . Adapun

kegunaan dari MRP ini adalah menjamin tersedianya bahan baku,menjamin kuantitas

persediaan dalam tingkat yang paling rendah,mengurangi resiko keterlambatan bahan baku atau

dengan kata lain dapat mengetahui kebutuhan bersih dalam jumlah dan waktu yang tepat.

3. Sifat – Sifat Umum

Sebagaimana benda-benda lainnya, sifat-sifat bahan konstruksi dapat dikelompokkan

dalam 3 (tiga) kelompok utama, yaitu sifat fisik, kimia dan mekanik. Sifat fisik benda

merupakan sifat-sifat yang lebih mudah untuk diamati secara visual,sebagian pengamatan

tidak memerlukan alat bantu untuk dapat mengamatinya dan sifat ini umumnya mempengaruhi

kemampuan (sifat) mekanika suatu benda. Sifat mekanikbenda adalah sifat-sifat yang berkaitan

dengan perilaku interaksi terhadap pengaruh-pengaruh dari luar, yang justru ekspresi perilaku

tersebut terlihat sebagai gejala fisik.Sedangkan sifat kimia merupakan sifat yang mempengaruhi

dua sifat lainnya, artinya jika perilaku kimiawi suatu benda diubah maka sifat fisik dan sifat

mekanik bendatersebut juga akan berubah. Tinjauan sifat kimia benda lebih kepada tinjauan

secaramikro dikarenakan perilaku kimiawi memang berlangsung pada bagian-bagian

yangsangat kecil dalam benda itu sendiri. Sifat kimia terdiri atas komposisi kimia bahan

itusendiri dan rekasi kimia suatu bahan akibat faktor lain dari luar.

3.1 Sifat Fisik Bahan Konstruksi

Sifat fisik adalah segala aspek dari suatu objek atau zat yang dapat diukur atau dipersepsikan tanpa

mengubah identitasnya. Sifat fisik dapat berupa sifat intensif atauekstensif. Sifat intensif tidak

tergantung pada ukuran dan jumlah materi pada objek,sedangkan sifat ekstensif bergantung

pada hal tersebut. Sebagai tambahan, suatu sifatdapat pula berupa isotropik jika nilainya tidak

tergantung arah pengamatan atauanisotropik jika sebaliknya. Sifat fisik suatu bahan konstruksi

terdiri atas berat, berat jenis, kadar air, kelembaban, serta kondisi umum fisik lainnya (warna,

kekasaran, dll).

3.2 Sifat Thermal Bahan Konstruksi

Sifat termal bahan adalah perubahan sifat yang berkaitan dengan suhu. Sifat termal ini

dipengaruhi oleh beberapa factor, yaitu :

1. Kandungan uap air

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.

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

4.Konduktifitas termal berbeda pengaruh terhadap kepadatan, apabila pori-pori bahan semakin

banyak maka konduktifitas termal rendah. Perbedaan konduktifitas termal bahan dengan

kepadatan yang sama akan tergantung pada perbedaan struktur yang meliputi ukuran, distribusi,

hubungan pori / lubang.

Sifat termal bahan dikaitkan dengan perpindahan kalor. Perpindahan kalor ada 2 jenis, yaitu :

1. Keadaan tetap (steady heat flow)

2. Keadaan berubah (transien heat flow)

Berikut adalah beberapa sifat konduktifitas termal bahan dan sifat lainnya.

Sifat Elektrik Bahan

Berdasarkan sifat listriknya, material/bahan dikelompokkan menjadi 3 sebagai berikut :

Konduktif – jika resistansinya < 105 ohm

Disini elektron mudah bergerak atau mengalir, jadi netralisasi dapat dilakukan dengan mudah

dengan cara grounding.

Contoh : logam dan tubuh manusia

Insulatif – jika resistansinya > 1011 ohm

Elektron bisa dikatakan tak dapat bergerak, jadi netralisasi hanya mungkin dilakukan dengan

ionisasi.

Contoh : plastik dan karet

Dari pengukuran tribocharging, kita bisa menentukan apakah muatan listrik mudah ditimbulkan

pada bahan tersebut – jika tidak mudah membangkitkan muatan (atau muatan yang dihasilkan

cukup rendah), maka bahan itu dapat dikatakan sebagai anti-statik.

Statik disipatif – resistansi di antara 105 sampai 1011 ohm

Disini, 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).

3.3Sifat Kimia Bahan Konstruksi

Sifat kimia merupakan sifat yang mempengaruhi dua sifat lainnya, artinya jikaperilaku kimiawi

suatu benda diubah maka sifat fisik dan sifat mekanik benda tersebut juga akan berubah.

Tinjauan sifat kimia benda lebih kepada tinjauan secara mikrodikarenakan perilaku kimiawi

memang berlangsung pada bagian-bagian yang sangatkecil dalam benda itu sendiri. Sifat kimia

terdiri atas kompisisi kimia bahan itu sendiridan rekasi kimia suatu bahan akibat faktor lain dari

luar.

3.4 Sifat Mekanik Bahan Konstruksi

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 :

1. Ketangguhan (toughness) merupakan hubungan antara jumlah energi yang dapatdiserap

oleh suatu bahan hingga bahan tersebut putus/patah. Suatu bahan yang uletdengan kekuatan

yang sama dengan bahan rapuh (tidak ulet) akan memerlukan energypematahan yang besar

dan mempunyai sifat tangguh yang lebih baik. Semakin kecilenergi yang diserap oleh suatu

bahan, maka bahan tersebut akan semakin rapuh dansemakin kecil ketangguhannya. Cara

ujinya menggunakan uji impact. Cara standarcharpy atau Izod merupakan dua cara

pemberian energi. Perbedaannya terletak padabenda uji dan cara pemberian energinya.Sifat

mekanik bahan salah satunya ditentukan oleh struktur mikro. Untuk mengetahui struktur

mikro, perlu mengetahui fasa diagram. Diagram fasa digunakan untuk peleburan,

pengecoran, kristalisasi dll.

2. Kekuatan (strength), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa

menyebabkan bahan menjadi patah. Kekuatan ini ada beberapa macam, tergantung pada

jenis beban yang bekerja atau mengenainya. Contoh kekuatan tarik, kekuatan geser,

kekuatan tekan, kekuatan torsi, dan kekuatan lengkung.

3. Kekerasan (hardness), dapat didefenisikan sebagai kemampuan suatu bahan untuk tahan

terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau penetrasi. Sifat ini berkaitan

dengan sifat tahan aus (wear resistance). Kekerasan juga mempunya korelasi dengan

kekuatan. Kekerasan (hardness) merupakan ketahanan bahan terhadap besarnya

gaya(penetrasi) yang dapat menembus permukaan baja. Cara ujinya bisa menggunakan

ujiBrinell, Rockwell, Ultrasonic, dll. Bilangan Kekerasan Brinell (BKB) yang dihitung

dariluas daerah lekukan yang ditimbulkan oleh tekanan (penetrasi) yang besar. Lekukan

iniditimbulkan oleh bola baja karbida tungsten yang keras dengan beban standar.Sedangkan Kekerasan

Rock Well merupakan indeks kekerasan yang dihitungberdasarkan kedalaman penetrasi

suatu penekanan dengan standar yang kecil.

4. Kekenyalan (elasticity), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa

mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan.

Bila suatu benda mengalami tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk. Apabila

tegangan yang bekerja besarnya tidak melewati batas tertentu maka perubahan bentuk yang

terjadi hanya bersifat sementara, perubahan bentuk tersebut akan hilang bersama dengan

hilangnya tegangan yang diberikan. Akan tetapi apabila tegangan yang bekerja telah

melewati batas kemampuannya, maka sebagian dari perubahan bentuk tersebut akan tetap

ada walaupun tegangan yang diberikan telah dihilangkan. Kekenyalan juga menyatakan

seberapa banyak perubahan bentuk elastis yang dapat terjadi sebelum perubahan bentuk

yang permanen mulai terjadi, atau dapat dikatakan dengan kata lain adalah kekenyalan

menyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah

menerima bebang yang menimbulkan deformasi.

5. Kekakuan (stiffness), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan/beban

tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. Dalam

beberapa hal kekakuan ini lebih penting daripada kekuatan.

6. Plastisitas (plasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah

deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Sifat ini sangat

diperlukan bagi bahan yang akan diproses dengan berbagai macam pembentukan seperti

forging, rolling, extruding dan lain sebagainya. Sifat ini juga sering disebut sebagai

keuletan (ductility). Bahan yang mampu mengalami deformasi plastik cukup besar

dikatakan sebagai bahan yang memiliki keuletan tinggi, bahan yang ulet (ductile).

Sebaliknya bahan yang tidak menunjukkan terjadinya deformasi plastik dikatakan sebagai

bahan yang mempunyai keuletan rendah atau getas (brittle). Keuletan (ductility ) merupakan

hal yang berhubungan dengan besar regangansebelum perpatahan. Keuletan merupakan

kemampuan suatu bahan untuk berdeformasisebelum putus. Keuletan ini berhubungan

dengan besarnya tegangan dan reganganyang terjadi sebelum putus. Uji yang dilakukan

biasanya merupakan uji tarik.Sebagaimana regangan, besaran ini tidak berdimensi. Selain

susut panjang, keuletanberikutnya adalah susut penampang (luasan) pada titik patah.

Perpanjangan merupakanukuran regangan plastis sedangkan penyusutan penampang

merupakan ukuran, susutplastis. Para Ahli Teknik lebih sering menggunakan penyusutan

penampang karena tidakmemerlukan panjang pengukuran dan besaran ini dapat digunakan

untuk menghitungregangan sebenarnya pada titik patah.

7. Ketangguhan (toughness), menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi

tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Juga dapat dikatakan sebagai ukuran

banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu

kondisi tertentu. Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini sulit diukur.

8. Kelelahan (fatigue), merupakan kecendrungan dari logam untuk patah bila menerima

tegangan berulang – ulang (cyclic stress) yang besarnya masih jauh dibawah batas

kekuatan elastiknya. Sebagian besar dari kerusakan yang terjadi pada komponen mesin

disebabkan oleh kelelahan ini. Karenanya kelelahan merupakan sifat yang sangat penting,

tetapi sifat ini juga sulit diukur karena sangat banyak faktor yang mempengaruhinya.

9. Creep, atau bahasa lainnya merambat atau merangkak, merupakan kecenderungan suatu

logam untuk mengalami deformasi plastik yang besarnya berubah sesuai dengan fungsi

waktu, pada saat bahan atau komponen tersebut tadi menerima beban yang besarnya relatif

tetap.

Beberapa sifat mekanik diatas juga dapat dibedakan menurut cara pembebanannya, yaitu :

1. Sifat mekanik statis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban statis yang besarnya

tetap atau bebannya mengalami perubahan yang lambat.

2. Sifat mekanik dinamis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban dinamis yang besar

berubah – ubah, atau dapat juga dikatakan mengejut..

Secara garis besar bahan dapat kita bagi menjadi tiga golongan besar, yaitu :

1. Logam

2. Polimer atau plastik

3. Keramik

Pembagian kelompok besar ini didasarkan oleh perbedaan sifat-sifat bahan konstruksi kimia ini

sendiri.

a. LogamLogam memiliki ciri-ciri umum sebagai berikut:

- Daya hantar panas tinggi

- Daya hantar listrik tinggi

- Kedap cahaya, Sifat kedap cahaya dari logam disebabkan oleh ketanggapan elektron yang terdislokasi terhadap getaran elektromagnet pada frekuensi yang tinggi 

- Dapat dipoles sampai mengkilap

- Dapat diubah bentuknya sesuai fungsi dan kegunaan, Logam memiliki sifat mudah dibentuk karena didalam logam terdapat elektron  yang terdislokasi sehingga dapat dengan mudah memindahkan muatan listrik dan energi termal.

- Modulus logam sangat besar dan tinggi. Logam memiliki sifat modulus yang tinggi, menyebabkan logam memiliki ketahanan yang tinggi pula sehingga sukar untuk dibengkokkan.

b. Polimer atau Plastik

Mungkin dalam keseharian kita jarang mendengar kata polimer, apalagi buat orang yang masih

awam. Sungguh ia akan bertanya apa sesungguhnya polimer itu. Sedikit memberikan

penjelasan polimer itu berasal dari kata  Poly yang berarti banyak dengan mer yang saya secara

sederhana menafsirkan sebagai singkatan dari monomer yang berarti 1 mer. Maka dapat kita

simpulkan bahwa polimer merupakan kumpulan dari monomer-monomer yang menjadi satu

sehingga memiliki sifatnya sendiri. Polimer yang sering kita jumpai adalah plastik itu lah

mengapa polimer diidentikkan dengan polimer, padahal sesungguhnya masih banyak contoh

polimer yang terdapat dikeseharian kita.

Polimer atau plastik memiliki keunggulan sebagai berikut:

- Berat jenis kecil

- Isolator terhadap panas dan listrik

- Mudah diberi warna

- Tahan terhadap larutan kimia

- Tidak banyak memantulkan cahaya dan cendrung tembus cahaya

Reaksi suatu polimer disebut dengan reaksi polimerisasi. Reaksi polimerisasi ini dapat

berlangsung secara adisi atau pun kondensasi. Sebagai contoh dari polimer selain plastik yang

sudah lazim digunakan adalah Poliester resin yang dapat digunakan sebagai bahan pembuat

kotak pelindung mesin. Polivinil klorida (PVC) dapat digunakan sebagai bahan pembuat pipa-

pipa yang tahan terhadap bahan kimia.

c. Keramik

Keramik adalah campuran yang terdiri dari unsur logam dan unsur yang bukan logam, memiliki

sifat umum sebagai berikut:

- Keras dan rapuh

- Tahan terhadap lingkungan suhu tinggi dan lingkungan yang lebih berat

persyaratannya.

- Tahan terhadap perubahan kimia.

- Mempunyai titik cair yang tinggi dibandingkan dengan logam atau organik.