Modul 1

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYAJURUSAN TEKNIK SIPIL

MODUL 1KELOMPOK DAN SIFAT DASAR BAHAN

BANGUNAN

Kegiatan Belajar 1

Tujuan Instruksional KhususSetelah akhir pelajaran diharapkan siswa:

- Mampu menjelaskan pengelompokan bahan bangunan

- Mampu menjelaskan sifat-sifat bahan bangunan

1.1. PendahuluanSuatu bahan akan bermanfaat bila bahan tersebut memiliki

sifat yang cocok untuk penggunaan/pemakaian tertentu.

Kemampuan suatu bahan dapat diperkirakan bila sifat-sifat bahan

tersebut sudah diketahui.

Pada umumnya bahan memiliki 4 sifat dasar yaitu : sifat

mekanis, sifat termal, sifat listrik dan sifat kimia. Keempat sifat

tersebut sangat bergantung pada struktur dan atau susunan

bahan pembentuknya.

Suatu bahan terbentuk oleh 3 unsur dasar alamiah yaitu :

atom, ion dan molekul. Unsur dasar tersebut terikat satu sama

lainnya karena ikatan kimia.

Terdapat ±100 macam zat kimia yang masing-masing tidak

dapat dipecah menjadi zat lain, yang disebut ”unsur dasar”.

Unsur-unsur kimia tersebut adalah :

Oksigen : 49,7 % Natrium : 2,3 %

Silicon : 26,0 % Kalium : 2,3 %

Aluminium : 7, 3 % Magnesium : 2,1 %

Besi : 4,1 % Lainnya : 2,8 %

Calsium : 3,2 %

Unsur dapat dibagi menjadi bagian yang sangat kecil.

Bagian yang terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat

yang sama dengan unsur induknya disebut atom.

1.2. Kelompok Bahan

Modul 1 Kegiatan Belajar 1 1


Bahan-bahan yang dijumpai terutama untuk keperluan

teknik dibagi menjadi 4 kelompok :

1. Kelompok Bahan Keramik

Ikatan kimianya : ikatan ion

Ciri dan sifatnya : Ikatannya kuat sukar dipecah. Titik leleh tinggi

tetapi regas. Daya hantar listrik dan panas buruk

sekali. Tahan kimia dan tahan korosi.

Contoh bahan : batu alam, gelas, bahan leramik

2. Kelompok Bahan Logam

Ikatan kimianya : ikatan logam

Ciri dan sifatnya : Ikatannya kuat tetapi lebih rendah dari

ikatan keramik. Titik leleh tinggi (lebih

rendah i keramik). Bahan liat tetapi keras.

Daya hantar listrik dan panas baik. Kurang

tahan terhadap kimia dan korosi.

Contoh bahan : logam-logam untuk keperluan teknik (besi,

aluminium, seng, temabag, dll).

3. Kelompok Bahan Polimer

Ikatan kimianya : unsur dasar ikatan kovalen, membentuk

molekul dasar. Molukel dasar ini dapat

bergabung lagi dengan yang lainnya, biasa

disebut Poly molekul atau polimer.

Ciri dan sifatnya : Ikatannya agak kuat tetapi lebih rendah

dari keramik. Keras sampai lunak, rengas

sampai liat. Titik lembek rendah. Tidak

menghantar listrik dan panas. Tahan kimia

kurang tahan sinar ultraviolet.

Contoh bahan : benda organik, plastik, kayu, karet,

aspal dll.

4. Kelompok Bahan Campuran

Kelompok bahan campuran/komposit sebagian besar

adalah buatan manusia (bukan alami). Dibuat untuk memenuhi



kebutuhan bahan yang diperlukan. Terbuat dari 2 atau 3 bahan

dasar.

Ikatan kimianya : ikatan antar molekul

Ciri dan sifatnya :Tergantung dari bahan dasarnya, jumlah

sifatnya bahan mana yang terbanyak dari bahan penyusunnya.

Contoh bahan :

Beton biasa/adukan : bahan keramik + keramik (semen+pasir

atau batu + air) sifatnya keras dan rengas.

Beton bertulang : keras tapi tahan lentur, karena adanya

keramik dan logam (baja beton)

Aspal beton : aspalnya bahan polimer + betonnya bahan

keramik sehingga sifatnya liat

Karet virodo (rem) : campuran karet (polimer) + serbuk logam

(logam) + asbes serat (keramik)

1.3. Sifat Dasar Bahan

Secara umum unsur-unsur atau bahan yang membentuk

bangunan adalah stabil. Suatu benda yang terkena pengaruh

gaya luar atau energi dari luar akan memberikan reaksi, untuk

menahan gaya luar tersebut. Terjadinya reaksi dari bahan ini akan

menimbulkan sifat-sifat tertentu.

Pada umumnya bahan memiliki sifat-sifat :

1. Mekanis

2. Thermal

3. Listrik

4. Kimia

1.3.1. Sifat Mekanis

Suatu bahan atau benda bila mendapat gaya luar akan

memberikan suatu reaksi akibat gaya tersebut. Akibat adanya

gaya luar, benda atau bahan dapat berubah bentuknya

(deformasi) atau akan timbul tegangan. Besarnya deformasi

dibandingkan dengan ukuran benda semula disebut regangan

(strain).

a. Tegangan

Tegangan adalah beban dibagi luas bidang.



Arah tegangan pada suatu bahan dapat terbagi 3 arah,

tergantung arah beban yang bekerja.

1. Tegangan axial, terjadi dalam satu arah misalnya pada

pembebanan tarik atau tekan

2. Tegangan bi atau tri axial, terjadi dua atau tiga arah

pembebanan dimana arah axial yang dua arah lainnya

arahnya tegak lurus sumbu axial.

b. Deformasi

Suatu bahan bila mendapat beban akan mengalami

perubahan bentuk (deformasi). Perlawanan reaksi suatu benda

atau bahan akibat pembebenan dapat menimbulkan 3 macam

deformasi :

1. Deformasi Elastis : suatu deformasi yang dapat hilanglagi

jika beban yang diberikan pada bahan tersebut dihilangkan.

Besarnya regangan yang terjadi berbanding lurus dengan

besarnya tegangan. Perbandingan antara tegangan dengan

regangan disebut modulus elastisitas (modulus young)

Regangan dinyatakan dalam persen

2. Deformasi Plastis : deformasi akibat pembebanan yang

melampaui beban elastis. Disini bahan yang dibebani akan

mencapai kondisi plastis, sehingga meskipun beban dihilangkan,

bahan akan berubah bentuk (deformasi / regangannya tidak

hilang).

3. Deformasi Viscous/Patah : merupakan kelanjutan dari

deformasi plastis, dimana terjadi gejala mengalir.

Untuk bahan yang bersifat liat, gejala mengalir ini dapat terjadi,

dimana meskipun beban yang diberikan pada bahan tersebut

dihentikan, bahan akan terus berubah bentuknya sampai

patah/putus atau hancur. Bagi bahan yang bersifat regas, gejala

ini tidak terlihat sebaliknya pada logam gejala ini dapat terlihat.



Dari pengertian diatas, hendaknya pemberian beban pada

suatu benda/bahan tidak melebihi sifat elastisitanya agar bahan

tersebut awet dan aman.

c. Regangan

Suatu benda bila diberi beban yang relatif rendah dan

pembebanan itu masih dalam batas elastis, besarnya beban yang

timbul akan sebanding dengan tegangan yang diberikan, serta

konstan sifatnya. Dalam keadaan demikian berlaku hukum Hooke:

atau

Beberapa jenis modulus elastis bahan :

Ketangguhan (toughness) diartikan sebagai kemempuan suatu

bahan untuk menyerap energi sampai patah.

Kelentingan merupakan ukuran kemampuan suatu bahan

melenting tanpa merubah sifatnya. Ini ditandai dengan

tingginya tegangan regangan pada batas elastis.

Keuletan (ductility) merupakan ukuran besarnya regangan

suatu bahan sebelum patah.

Kekersan (hardeness) yaitu kemampuan bahan untuk

menahan beban yang masuk dari permukaan. Cara pengujian

yaitu dengan memberikan beban dari permukaan, lalu diukur

berapa dalam masuknya beban tersebut.

Cara uji ini dilakukan terhadap bahan yang bersifat ulet

(liat), misalnya: logam, karet, plastik. Untuk bahan yang sifatnya

regas, bahan keramik atau beton diuji dengan cara

goresan/gesekan/geseran.

Cara uji kekerasan lain yaitu goresan dengan alat

pembanding kekerasan yang diketahui. Cara ini diciptakan oleh

Fredirch Mohs (1882), yang menyusun skala kekerasan

berdasarkan kristal mineral yang disebut Skala Kekerasan (Mohs

Scale Hardeness) mulai dari 1 s/d 10.

Talk : 1 Osthoklas : 6

Gips : 2 Quartz : 7



Kalsit : 3 Topaz : 8

Flourit: 4 Korundum : 9

Apatit : 5 Intan : 10

1.3.2.Sifat Thermal

Suatu bahan bila terpengaruh panas dapat dapat berubah

keadaanya, dari keadaan padat misalnya menjadi cair dan

kemudian menguap. Perubahan dari keadaan padat ke cair dan

menjadi uap disertai dengan pemuaian. Secara umum bahan

yang terbentuk oleh ikatan ion yang kuat, memiliki titik leleh yang

tinggi.

a. Daya Hantar Panas

Daya hantar panas adalah kemampuan bahan menghantar

panas dari daerah panas tinggi kedaerah panas rendah.

Kelompok bahan logam merupakan bahan yang baik untuk

menghantar panas. Kelompok bahan keramik lebih buruk

(rendah) daya hantar panasnya. Kelompok bahan polimer

memiliki daya hantar panas yang buruk.

Daya hantar panas diukur dengan BTU (British Thermal

Unit), perjam penyaluran, per 1 ft persegi dari bahan setebal 1

inchi tiap perbedaan suhu 1oF atau ditulis : BTU/hr/sqft/in/oF

Tabel 1.1. Pengembangan thermal beberapa bahan

Kelompok Bahan

Jenis Bahan Titik Leleh (oF)

Daya Hantar Panas (BTU)

Koef. Muai

Thermal

Logam Baja karbonBaja StainlessAluminiumTembaga

2700-28002700-28001100-12001800-2000

300–500100–150

500-1500500-2500

0.579

12,5

Keramik Bata MerahBetonPlat Kaca

500-200030001500

3-65-105-6

Bahan Molukuler

KayuPlastik ABS

400200-300

1-21-2

10-3050



Polimer Plastik AcrylikPlastik VinylSilicon

200-300200-300400-600

10.5-1

1

30-5050

1-100

1.3.3.Sifat Listrik

Gerakan elektron pada bahan logam memunkinkan panas

atau tenaga listrik disalurkan. Daya hantar listrik suatu bahan

disebabkan oleh adanya gerakan elektron bebas.

Pada bahan yang daya hantar listriknya rendah tetapi

didalamnya terselip bahan logam atau zat pelarut yang

memungkinkan terbentuknya ion-ion dimana akan ada gerakan

elektro, misalnya pada kayu basah, kayu tersebut dapat

menghantar listrik sebaliknya bila kayu itu kering kayu tersebut

tidak dapat menghantar listrik.

Logam memiliki tahanan listrik rendah tetapi daya hantar

listrik tinggi. Keramikmemiliki tahanan listrik tinggi tetapi daya

hantar listrik rendah.

Tahanan listrik dinayatakan dalam ohm/sqft.

Tabel 1.2. Tahanan listrik beberapa bahan

Kelompok Jenis Bahan Tahanan Listrik

(Ohm/sqft)Logam Baja Karbon

Baja StainlessPaduan AluminiumPaduan Tembaga

6.10-4

2.10-3

10-6

5.10-3

Keramik Bata MerahBetonPlat Kaca

4.106

4.106

10.1012

Polymer Plastik ABSPlastik AcrylikPlastik VinylSilicon

10.1012-0,1 .1015

100. 1012

100. 109

1012

1.3.4.Sifat Kimia

Bahan bangunan dipengaruhi oleh udara dan kelembaban,

karena mengandung bahan kimia aktif. Pada keadaan tertentu

bahan kimia tersebut bahamkimia tersebut dapat bereaksi

dengan bahan bangunan dan merusak.



Kelompok bahan keramik dalam keadaan normal dapat

tahan terhadap pengaruh ini. Untuk bahan kelompok logam, lebih

rumit karena logam pada logam dapat terjadi korosi, akibat

terjadi sejumlah kecil tenaga listrik dari salah satu daerah yang

disebut anoda kedaerah lainnya yang disebut katoda.

Unsur utama yang terjadi dalam sistem korosi adalah

anoda, katoda dan aliran yang menjadi media (elektrolit)

yangmenghubungkan anoda dan katoda tadi.

Tabel1.3. Tabel galvani untuk menduga kemungkinan terjadinya korosi

pada logam

Kecenderungan Elektrolit Bahan Logam atau

Paduan

Bersifat anodik (naik) Paduan MagnesiumSeng(Zn)

Bersifat Katodik (turun) Paduan AluminiumBaja KarbonBaja Stainless AktiveTimah Hitam PbTimah Putih SnKuninganTemabagaPerungguBaja Stainless PassiveEmas

R A N G K U M A N

Bahan-bahan keperluan teknik dibagi menjadi 4 kelompok yaitu :1. Kelompok Bahan Keramik2. Kelompok Bahan Logam3. Kelompok Bahan Polymer4. Kelompok Bahan Campuran

Bahan umumnya memiliki sifat mekanis, thermal, listrik dan kimia.

Sifat mekanis bahan yaitu : tegangan, deformasi dan regangan



Sifat termal bahan yaitu : daya hantar panas dan pengembangan thermal

Sifat listrik bahan yaitu : daya hantar listrik dan tahanan listrik

Sifat kimia bahan yaitu : bersifat anodik dan katodik

S O A L L A T I H A N

1. Mengapa kita perlu mengetahui sifat-sifat dasar bahan?

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sifat mekanis dari suatu

bahan ?

3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan tegangan?

4. Sepotong kayu memiliki ukuran 5 x 5 x 5 cm, mampu

menahan beban vertikal sebesar 100 kg. Berapakah tegangan

yang terjadi pada kayu tersebut ?

Sumber Pustaka

Beni TR, Hand Out Bahan Bangunan, Pusditek PU – Badan Pengembangan Sumber Daya Manusia, Bandung.

PEDC, 1983, Teknologi Bahan 1, Bandung


Modul 1

Documents

Transcript of Modul 1