KODE TUGAS MILIK BERSAMA BAJA.TS.206.BAG.1 TIDAK DI PERDAGANGKAN

POLITEKNIK BALIKPAPAN BIDANG KEAHLIAN TEKNIK SIPIL

PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK MENEJEMEN KONSTRUKSI

BAHAN BANGUNAN

REKTORAT PEMBINAAN POLITEKNIK BALIKPAPAN

DIREKTORAT JENDERAL MANAJEMEN PENDIDIKAN DIPLOMA 3

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL 2009

KODE TUGAS MILIK BERSAMA BAHAN.TS.206.BAG.1 TIDAK DI PERDAGANGKAN

POLITEKNIK BALIKPAPAN BIDANG KEAHLIAN TEKNIK SIPIL

PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK MENEJEMEN KONSTRUKSI

BAHAN BANGUNAN

DISUSUN OLEH: ANDI RAHMAN

REKTORAT PEMBINAAN MAHASISWA POLITEKNIK BALIKPAPAN

DIREKTORAT JENDERAL MANAJEMEN PENDIDIKAN DIPLOMA 3

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL TAHUN 2009

KATA PENGANTAR

Puji Syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan

karuniaNya, yang telah menjadi penguat bagi saya dalam menyelesaikan tugas

mendirikan rangka atap system kuda-kuda. Tidak lupa pula saya ucapkan banyak

terima kasih kepada Deosen pembimbing, teman – teman sehingga saya dapat

menyelesaikan tugas ini.

Saya menyadari bahwa sebagai manusia yang memiliki keterbatasan, tentu

tugas ini tidak mungkin luput dari kekurangan. Dengan semangat dan upaya

penigkatan ilmu pengetahuan, Saya harap kontribusi berupa kritik dan saran serta

pemikiraan bapak/ibu sehingga tugas ini dapat bermanfaat kedepannya nanti.

Balikpapan, 12 Desember 2009

Andi Rahman

NIM. 090309125992

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR…………………………………………………………i

DAFTAR ISI……...……………..…………………………………………….ii

I. PENDAHULUAN

A. BANGUNAN…………………..……………………………..........………1

II. BAHAN – BAHAN BANGUNAN

1. BATU.............................................................................................................2

2. PASIR.............................................................................................................3

3. KERIKIL......................................................................................................15

4. KAYU..........................................................................................................16

5. BATU BATA...............................................................................................17

6. SEMEN........................................................................................................21

7. BESI.............................................................................................................25

8. BAJA............................................................................................................30

9. KACA...........................................................................................................32

10. ATAP..........................................................................................................34

III. DASAR – DASAR MATERIAL BETON

1.DEFINISI......................................................................................................35

2. PENYIMPANAN SEMEN..........................................................................36

3. AGGREGAT................................................................................................36

4. PENYIMPANAN AGGREGAT.................................................................37

5. AIR...............................................................................................................37

6. ADMIXTURE ( Aditif )...............................................................................37

IV. PENUTUP

CONTOH SEBUAH PEMBAANGUNAN DI BALIKPAPAN......................15

1

I. Bangunan

Bangunan biasanya dikonotasikan dengan rumah, gedung ataupun segala sarana,

prasarana atau infrastruktur dalam kebudayaan atau kehidupan manusia dalam

membangun peradabannya seperti halnya jembatan dan konstruksinya serta rancangannya,

jalan, sarana telekomunikasi. Umumnya sebuah peradaban suatu bangsa dapat dilihat dari

teknik teknik bangunan maupun sarana dan prasarana yang dibuat ataupun ditinggalkan

oleh manusia dalam perjalanan sejarahnya.

Karena bangunan berkaitan dengan kemajuan peradaban manusia, maka dalam

perjalanannya, manusia memerlukan ilmu atau teknik yang berkaitan dengan bangunan

atau yang menunjang dalam membuat suatu bangunan. Perkembangan Ilmu pengetahuan

tidak terlepas dari hal tersebut seperti halnya arsitektur, teknik sipil yang berkaitan dengan

bangunan. Bahkan penggunaan trigonometri dalam matematika juga berkaitan dengan

bangunan yang diduga digunakan pada masa Mesir kuno dalam membangun Piramida.

Bahkan pada masa sekarang, bangunan bangunan berupa gedung tinggi dianggap

merupakan ciri kemajuan peradaban manusia.

Pada awalnya manusia hanya memanfaatkan apa yang ada di alam sebagai sarana dan

prasarana ataupun infrastruktur dalam kehidupannya. Seperti halnya memanfaatkan gua

sebagai tempat tinggal. Kemudian memanfaatkan apa yang ada di alam sebagai bahan-

bahan untuk membuat infrastruktur seperti halnya batu, tanah dan kayu. Kemudian setelah

ditemukan bahan bahan tambang yang dapat digunakan untuk membuat alat atau benda

yang menunjang sebuah bangunan seperti halnya barang logam dan mengolah bahan

bahan alam seperti mengolah batuan kapur, pasir dan tanah. Dalam perkembangannya,

manusia membuat bahan bahan bangunan dari hasil industri atau buatan manusia yang

bahan-bahannya bakunya diambil dari alam.

2

II. BAHAN BAHAAN BANGUNAAN

1. Batu

Batu Balanced terletak di taman Garden of the Gods di Colorado Springs, CO.

Batu adalah sejenis bahan yang terdiri daripada mineral dan dikelaskan menurut

komposisi mineral. Kerak Bumi (termasuk litosfer) dan mantelnya terbuat dari batu.

Dalam bangunan batu biasanya dipakai pada pondasi bangunan untuk bangunan dengan

ketinggian kurang dari 10 meter, Batu juga dipakai untuk memperindah fasade bangunan

dengan memberikan warna dan tekstur unik dari batu alam.

A. Jenis batuan

Pengkelasan ini dibuat dengan berdasarkan:

1. kandungan mineral yaitu jenis-jenis mineral yang terdapat di dalam batu ini.

2. tekstur batu, yaitu ukuran dan bentuk hablur-hablur mineral di dalam batu;

3. struktur batu, yaitu susunan hablur mineral di dalam batu.

4. proses pembentukan

Batu-batu secara umum biasanya dibagi menurut proses yang membentuknya, dan dengan

itu dipecahkan kepada tiga kumpulan yang besar yaitu:

1. batu igneus

2. batu endapan

3. batu metamorfosis.

Batu igneus adalah batu yang terbentuk dari magma cair, batu endapan melalui endapan

dan tekanan bahan tertentu, dan batu metamorfosis melalui salah satu dari dua cara yang

3

disebut terdahulu setelah berubah akibat suhu dan tekanan. Dalam kasus-kasus di mana

bahan organik meninggalkan jejak dirinya pada batu, hasil ini dikenali sebagai fosil.

B. Menyunting Dimensi batu

Gunakanlah bak pasir untuk percobaan penyuntingan. Percobaan yang dilakukan di halaman

selain bak pasir akan dihapus dengan segera tanpa peringatan.

Geomorfologi adalah ilmu yang mendeskripsikan, mendefinisikan, serta menjabarkan bentuk

lahan dan proses-proses yang mengakibatkan terbentuknya lahan tersebut, serta mencari hubungan

antara proses-proses dalam susunan keruangan (Van Zuidam, 1977).

2. Pasir

Pasir adalah contoh bahan material butiran. Butiran pasir umumnya berukuran antara

0,0625 sampai 2 milimeter. Materi pembentuk pasir adalah silikon dioksida, tetapi di

beberapa pantai tropis dan subtropis umumnya dibentuk dari batu kapur.

Material butiran adalah bahan atau material yang terdiri dari butiran-butiran bahan lain yang

lebih kecil. Contoh sederhana dari material butiran adalah pasir, kacang-kacangan (bijinya), biji-

bijian, tepung, dan kelereng. Material butiran ini termasuk penting karena dia menunjukkan sifat-

sifat lain yang kadang dimiliki hanya oleh padatan, cairan atau gas.

A. Material butiran

• Material butiran adalah bahan atau material yang terdiri dari butiran-butiran

bahan lain yang lebih kecil. Contoh sederhana dari material butiran adalah pasir,

kacang-kacangan (bijinya), biji-bijian, tepung, dan kelereng. Material butiran ini

termasuk penting karena dia menunjukkan sifat-sifat lain yang kadang dimiliki

hanya oleh padatan, cairan atau gas.

4

B. Wujud zat tambahan

Wujud zat

Tidaklah berlebihan apabila bahkan sampai ada yang mengusulkan bahwa material butiran

dapat dikatakan sebagai suatu fase tersendiri dari wujud zat, seperti terlihat dalam gambar

berikut ini (A: padat – memiliki bentuk sendiri, B: cair – memiliki tinggi yang sama, C:

gas – memenuhi wadahnya, dan D: butiran – bergantung asupan energi).

Perlu dicatat bahwa yang dimaksud dengan wujud adalah wujud atau sifat secara

keseluruhan, karena pembentuk material butiran tetap berwujud padat, akan tetapi wujud

mereka secara kelompoklah yang dapat berubah-ubah antara padat, cair dan gas.

Salah satu ciri utama dari media butiran adalah untuk bertahan dalam fasa gas atau cairan,

perlu diasupkan energi secara terus-menerus, atau dapat dikatakan bahwa material butiran

bersifat amat disipatif. Apabila tidak diasupkan energi, maka umumnya berada dalam fase

padat atau kritis padat.

C. Fenomena material butiran

Hal yang menarik dari material jenis ini, selain fasanya yang dapat berubah-ubah sesuai

dengan kondisi lingkungannya (perubahan fasa ini tidak merubah fasa butiran), adalah

munculnya banyak fenomena yang belum dapat dirumuskan oleh ilmu fisika yang ada,

misalnya saja dengan Efek Kacang Brasil (Brazil Nut Effect) dan Kebalikan Efek Kacang

Brasil (Reverse Brazil Nut Effect), osilasi, avalansi, segregasi dan turbulensi.

Keadaan sebelum butiran digetarkan secara vertical

5

Keadaan pada akhir eksperimen

• Efek Kacang Brasil: campuran dua buah butiran berbeda ukuran yang diasup

energi dari luar berupa vibrasi akan membuat terjadinya pemisahan antara kedua

butiran, butiran besar di atas dan butiran besar di bawah, dan hal ini tidak

tergantung dari massa satuan kedua butiran tersebut.

• Kebalikan Efek Kacang Brasil: kebalikan dari Efek Kacang Brasil, di mana butiran

yang lebih kecil akan berada di atas dan yang lebih besar di bawah.

• Avalansi: dalam suatu tumpukan material butiran yang berfase padat, ia akan dapat

stabil, tetapi apabila tumpukan tersebut terus dipertinggi, suatu saat ia akan

meluruh dan kembali stabil. Model ini dapat dikaitkan dengan gejala gempa bumi

tektonik dan tanah longsor.

• Segregasi: baik dengan memberikan asupan energi berupa vibrasi atau rotasi,

campuran butiran-butiran yang berbeda ukuran dapat terpisahkan dan membentuk

pola-pola tertentu. Bahkan telah diamati terdapat soliton.

• Osilasi: pertukaran antara keadaan segregasi dan tercampur. Salah satu fenomena

osilasi diperoleh dengan membagi wadah osilasi ke dalam dua buah ruang yang

identik.

• Turbulensi: dalam aliran material butiran yang memiliki Bilangan Reynolds yang

berbeda dengan fluida, dapat terjadi turbulensi dengan alasan yang berbeda.

• Difusi terbalik: umumnya gas atau cairan akan mengalir dari daerah yang

berkonsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah, akan tetapi hal ini

selain dapat pula terjadi pada material butiran, dapat juga berlaku kebalikannya,

yaitu butiran dapat memiliki kecenderungan untuk berkumpul atau dari konsentrasi

rendah berpindah ke daerah berkonsetrasi tinggi.

6

D. Efek kacang Brasil

Efek kacang Brasil memiliki suatu hal yang menarik karena pada awalnya sulit untuk

dipercaya bahwa apabila dua butiran yang berbeda ukuran dicampurkan dan kemudian

digetarkan, maka butiran-butiran yang lebih besar dan berat akan berada di atas,

sedangkan yang lebih kecil akan berada di bawah. Hal ini mula-mula diketahui oleh para

petani yang mengumpulkan hasil panennya. Dan kemudian teramati pula pada kotak sereal

(kacang Brasil) di mana sebelumnya di pabrik, kacang-kacang tersebut tercampur merata,

akan tetapi setelah 'digetarkan' secara tak sengaja dalam proses transportasi, saat dibuka,

telah didapatkan terpisah. Kemudian para ahli mulai mengadakan eksperimen untuk

mengamati fenomena ini.

Sebuah eksperimen mengenai efek ini pernah dilakukan oleh Chippla Vandu, Jürg

Ellenberger dan R. Krishna dari Van't Hoff Institute for Molecular Sciences di Universitas

Amsterdam.

E. Kebalikan efek kacang Brasil

Kebalikan efek kacang Brasil

Kebalikan efek kacang Brasil ditunjukkan oleh Breu et. al. (Phys. Rev. Lett. 90, 014302

(2003)). Menurutnya, kedua efek ini dapat diperoleh.

Tampak pada bagian a: campuran dari butiran kaca berwarna (berdiameter 8 mm) dengan

butiran polipropilen (polypropylnene) (berdiameter 15 mm), dan pada bagian b: campuran

dari butiran kuningan (berdiameter 10 mm) dengan butiran kaca (berdiameter 4 mm).

Bagian a menunjukkan efek kacang Brazil dan bagian b menunjukkan efek kebalikannya.

Lalu

keba

Breu

kedu

hubu

akan

dima

di m

dan A

suatu

/ mB

sebe

efek

F. A

Jam

Aval

akan

tiba

diam

bersi

pasir

u apa yang

alikannya? D

u (Hong me

uanya menu

ungan antar

n bersifat ef

aksud adala

mana d meny

A serta B m

u ruang par

B, maka gar

lah atas un

kacang Bra

Avalansi

pasir

lansi ada su

n tetapi apab

sehingga k

m seperti pa

ifat sebagai

r.

menentuka

Dengan kea

enggunakan

unjukkan,

ra massa da

fek Kacang

ah

yatakan dia

menyatakan

ameter dua

is y = x m

ntuk efek ka

asil (KEKB

uatu fenome

bila tercapa

konfigurasi

adatan. Saa

i cairan, wal

n suatu cam

ahlian Hong

simulasi di

dalam bata

an diameter

g Brasil atau

ameter, m m

n masing-ma

dimensi, di

emisahkan

acang Brasi

).

ena material

ai suatu kea

material bu

at terjadi pe

lau hanya s

mpuran aka

g et. al (Phy

inamika mo

as-batas pa

r butiran, y

u kebalikan

menyatakan

asing jenis

i mana sum

ruang efek

il (EKB) da

l butiran di

adaan kritis

utiran beru

erubahan te

esaat. Cont

an menghas

ys. Rev. Le

olekular dan

arameter fi

ang menen

nnya saat d

massa, D m

butiran dal

mbu-y untuk

k kacang Br

an ruang se

mana bersi

s maka akan

ubah untuk

ersebut dap

toh miniatur

silkan efek

tt. 86, 3423

n Hong mel

isis tertentu

tukan apak

dikenakan v

menyatakan

lam campur

dA / dB dan

rasil dan ke

ebelah bawa

ifat sebagai

n terjadi pe

kemudian

pat dikataka

r dari fenom

kacang Bra

3–3426 (200

lakukan per

u, bahwa

kah suatu ca

vibrasi. Syar

n dimensi (2

ran. Apabil

n sumbu-x u

ebalikannya

ah untuk ke

padatan ya

erubahan ya

kembali sta

an material

mena ini ada

7

asil atau

01)) dan

rcobaan)

terdapat

ampuran

rat yang

2 atau 3)

a dibuat

untuk mA

a. Ruang

ebalikan

ang diam

ang tiba-

abil dan

butiran

alah jam

8

Adalah karena sifat avalansi material butiran maka jam pasir dapat digunakan untuk

pengukur waktu, tidak seperti cairan yang lajunya bergantung jumlah cairan di atasnya,

untuk material butiran (dalam hal ini pasir halus) laju jatuhnya bernilai tetap.

G. Jamming

Jamming adalah suatu peristiwa di mana terjadi perubahan konfigurasi butiran-butiran

secara tiba-tiba. Dalam fisika analogi dengan jamming adalah peristiwa transisi fasa,

misalnya perubahan air dari cair menjadi gas atau sebaliknya. Pada material butiran,

peristiwa ini berkaitan dengan energi yang diberikan dan energi yang dapat digunakan

sistem untuk mengadakan perubahan. Pada peristiwa kondensasi misalnya, ada suatu

ambang energi kritis, di mana di bawah ambang ini material butiran akan bersifat padatan,

dan di atasnya bersifat seperti gas. Contoh lain adalah pada avalansi, yang dalam hal ini

perubahan antara fasa padat dan cair.

H. Iblis Maxwell

Iblis Maxwell

Material butiran dapat menunjukkan bahwa suatu ekperimen dalam pemikiran (thought

experiment/Gedankenexperiment) yang dikenal sebagai Iblis Maxwell (Maxwell's Demon)

dapat terealisasi dalam simulasi, sebagaimana dilakukan oleh Jens Eggers (Phys. Rev.

Lett. 83, 5322–5325 (1999)), untuk mendukung percobaan yang ditunjukkan oleh H. J.

Schlichting dan V. Nordmeier (Math. Naturwiss. Unterr. 49, 323 (1996)).

Dalam percobaan ini digunakan sebuah kotak dengan luas alas 12 cm2 dan tinggi 20 cm

yang diletakkan di atas sebuah penggetar vertikal dan diisi oleh 100 buah butiran plastik

dengan ukuran garis tengah 1 mm. Celah dibuat pada ketinggian 2,3 cm. Pada kondisi

penggetar dengan tenaga maksimum yaitu amplitudo 0,3 cm dan frekuensi 50 Hz, partikel

terdistribusi merata pada kedua ruang (sisi gambar sebelah kiri), meskipun pada awalnya

diisikan hanya pada salah satu ruang. Akan tetapi apabila frekunsi diturunkan, terdapat

suatu frekuensi kritis, yaitu di bawah 30 Hz, di mana terjadi kerusakan simetri sehingga

butiran-butiran akan lebih memilih untuk mengelompok di salah satu ruang (sisi kanan).

9

Hal ini bertentangan dengan hukum kedua termodinamika, yang dalam hal ini dapat

dinyatakan bahwa "apabila dua buah sistem yang memiliki perbedaan temperatur

dikontakkan, niscaya apabila waktu yang dibutuhkan cukup, kedua sistem akan berada

pada kesetimbangan termal (memiliki temperatur yang sama)". Dalam kasus ini

seharusnya kedua ruangan tetap memiliki jumlah butiran yang sama, apa bila butiran-

butirannya masih dapat bergerak (temperatur tidak nol).

I. Segregasi

Contoh-contoh segregasi

Segregasi atau pemisahan merupakan salah satu fenomena material butiran yang dapat

amat dimanfaatkan oleh industri. Akan tetapi fenomena ini harus pula diperhatikan

efesiensi pemanfaatannya apabila dibandingkan dengan teknologi yang telah ada, yaitu

proses penyaringan dan pemisahan secara gaya berat (ban berjalan dan putaran

sentrifugal).

Dalam material butiran terdapat berbagai macam segregasi yang dapat dibedakan dari

domain yang terbentuk, yaitu antara lain vertikal (contohnya adalah EKB dan KEKB),

horisontal (dalam wadah dengan penyekat), dan radial (dalam drum yang diputar).

J. Osilasi

Osilasi

Dengan menggunakan wadah yang diberi penyekat suatu fenomena osilasi campuran dua

buah material butiran telah ditunjukkan melalui simulasi dinamika molekular dan model

persamaan diferensial biasa, seperti telah dilakukan oleh R. Lambiotte, J.M. Salazar dan

L.Brenig (Physics Letters A 343 (2005) 224-230).

10

Dalam gambar berikut terlihat bahwa sebelum butiran yang lebih besar berpindah, terjadi

dulu efek kacang Brasil, yang menyebabkan butiran besar berada di atas (sedangkan

butiran kecil di bawah) dan dapat berpindah, yang kemudian disusul oleh butiran kecil.

Pada gambar bagian keempat terlihat bahwa diperlukan suatu saat agar keadaan kebalikan

efek kacang Brasil menjadi keadaan efek kacang Brasil sehingga butiran besar berada di

atas kembali, untuk mempersilakan butiran besar pindah ke ruang lainnya. Dan kejadian

seperti dalam gambar bagian pertama terulang kembali dalam sisi yang berlawanan, dan

berlangsunglah osilasi. Hasil tersebut diperoleh oleh S. Viridi, M. Schmick dan M. Markus

melalui eksperimen yang berlawanan dengan hasil yang diperoleh sebelumnya melalui

simulasi dinamika molekular oleh Lambiotter et al..

K. Model material butiran

Banyak model dan pendekatan-pendekatan yang dilakukan, baik secara empiris, teoritis

ataupun melalui simulasi, akan tetapi hal tersebut belum dapat menjelaskan sifat-sifat

material butiran secara lengkap. Masing-masing rumusan hanya dapat untuk sementara

waktu berguna bagi fenomena-fenomena yang khusus.

Fisika statistik dan termodinamika merupakan salah satu cara untuk memahami material

butiran. Dengan menggunakan konsep gas ideal, beberapa permasalahan material butiran

dalam ruang tertutup dengan jumlah partikel yang cukup banyak dapat dihampiri, akan

tetapi tidak apabila terjadi perubahan fase yang menyebabkan tidak lagi berlakunya

rumusan tersebut.

Salah satu hal yang sulit dicapai oleh termodinamika adalah terdapat perbedaan mengenai

konsep temperatur dalam definsi umum dan temperatur dalam material butiran. Dalam

bahan pada umumnya definisi temperatur berawal dari energi kinetik rata-rata partikel

penyusun bahan (atom atau elektron), dalam material butiran, apabila digunakan definisi

yang sama, akan langsung menyalahi Hukum Termodinamika, di mana temperatur 0°K

hanya bisa dicapai oleh proses limit tak berhingga. Sedangkan pada material butiran,

dalam fase padat, langsung diperoleh temperatur yang nol. Berbagai konsep temperatur

telah dikembangkan agar Termodinamika dapat digunakan untuk membahas material

butiran.

Untuk material butiran yang mengalir, pendekatan fisika fluida dengan persamaan

kontinuitas dapat digunakan, akan tetapi pun berlaku hal yang sama, pendekatan ini

memiliki batas-batas tertentu.

L. T

Pada

untu

diken

ental

kapa

beba

seba

diken

Perb

Besa

Ener

Entr

Enta

Ener

Gibb

Kap

Tem

Jadi

dalam

terda

mikr

M. E

Efek

Termodin

a bagian ini

uk mengadak

nal banyak

lpi H, ener

asitas panas

as, bergantu

agai fungsi

nal sebagai

bandingan si

aran \ Siste

rgi Dalam

ropi

alpi

rgi Beb

bs

pasitas Pana

mperatur

dalam mate

m termodin

apat dua b

roskopis dan

Efek Leid

k Leidenfros

namika Bu

i akan disam

kan konsep

k variabel,

rgi bebas G

s CV. Varia

ung dari sis

dari T, S,

Hubungan

istem termo

em Gas

as

as

erial butiran

namika dan

buah besara

n Tg yang b

denfrost

st Butiran

utiran

mpaikan pe

p termodina

seperti haln

Gibbs G, en

abel-variabe

stem yang d

V dan P ya

Maxwell.

odinamika g

n untuk mod

C yang be

an yang be

ersifat mak

erumusan ya

amika dalam

nya energi

nergi bebas

el ini ada k

ditinjau. Um

ang dapat m

gas dan mate

del ini, terda

erkaitan den

erlaku seba

kroskopis.

ang telah d

m material b

dalam U,

Helmholtz

kalanya sali

mumnya da

menghasilka

erial butiran

Buti

apat dua bu

ngan kontak

agai temper

dilakukan ol

butiran. Dal

kalor Q, k

z F, volum

ing terkait

apat dibentu

an kumpula

n

iran

uah entropi S

k antar butir

ratur, yaitu

leh H. J. He

lam termod

kerja W, en

V, tekanan

dan kadang

uk U, F, H

an persama

S seperti int

ran. Selain

u Pφ yang

11

errmann

dinamika

ntropi S,

n P, dan

g saling

H dan G

an yang

tepretasi

itu juga

bersifat

12

Baru-baru ini ditemukan bahwa material butiran pun dapat menunjukkan efek leidenfrost,

di mana fasa padat dari butiran dapat menunggangi fasa gas. Pada efek leidenfrost

sebenarnya, fasa cair menunggangi fasa gas, Eshuis dkk. dari Universitas Twente,

Belanda, menjelaskan dengan model dan percobaan bahwa efek ini membutuhkan nilai

(af) tertentuk agar dapat terjadi, di mana a adalah amplitudo getaran wadah dan f adalah

frekuensi getarannya.

N. Material butiran 1D

Material butiran 1D

Yang dimaksud dengan material butiran 1D (satu dimensi) adalah suatu model

eksperimen, simulasi ataupun teori yang dikembangkan dengan membatasi derajat

kebebasan butiran sehingga hanya bisa bergerak translasi ke satu arah. Dua buah

contohnya adalah mainan ayunan Newton (Newton's cradle) dan untaian manik-manik.

Pada mainan pendulum Newton (gambar sebelah kiri), umumnya sebagai alat demo,

digunakan bola-bola ukuran dan massa jenis yang sama, sehingga dapat ditunjukkan

bahwa hukum kekekalan momentum linier berlaku di sini. Akan tetapi pada pengamatan

lebih lanjut dapat dilakukan modifikasi untuk ukuran dan massa jenis yang berbeda seperti

yang dilakukan oleh Lovett et. al. (Eur. J. Phys. 9 323-328 (1988)) dan bahkan dapat

diperluas sampai membentuk kisi-kisi, seperti yang dilakukan oleh Bond et. al,

Sedangkan untaian manik-manik (gambar sebelah kanan) telah digunakan oleh Hayakawa

et. al (arXiv:cond-mat/9703075) dan Blanchard et. al. (arXiv:cond-mat/9901113) di

bawah supervisi Hong, untuk menunjukkan bahwa profil kerapatan (density profile) ρ

terhadap pusat massa z memenuhi salah satu fungsi distribusi yang terkenal, yaitu fungsi

distribusi Fermi Dirac.

13

O. Logam butiran

Logam butiran

Logam butiran umumnya tersusun seperti roti lapis (sandwich), yaitu dua buah lempeng

bahan tak-menghantar (isolator) yang di tengah-tengahnya disisipkan butiran-butiran

logam. Kadang kala suatu logam butiran dapat dianggap seakan-akan sebagai larik (array)

dari titik kuantum (quantum dot), yang dari sisi teori dan eksperimen mempunyai

kekhususan menarik secara fisika.

Dalam logam butiran, bukan lagi sifat material butiran yang dinamis (fase,

temperatur/energi kinetik, distribusi/posisi) yang diperhatikan, melainkan sifat-sifat listrik

dan kekuatannya mekaniknya (kelenturan, kegetasan).

P. Batu kapur

Batu kapur di Plato Cumberland, Tennessee

Batu kapur (bahasa Inggris: limestone) (CaCO3) adalah sebuah batuan sedimen terdiri

dari mineral calcite (kalsium carbonate). Sumber utama dari calcite ini adalah organisme

laut. Organisme ini mengeluarkan shell yang keluar ke air dan terdeposit di lantai samudra

sebagai pelagic ooze (lihat lysocline untuk informasi tentang dissolusi calcite).

Calcite sekunder juga dapat terdeposi oleh air meteorik tersupersaturasi (air tanah yang

presipitasi material di gua). Ini menciptakan speleothem seperti stalagmit dan stalaktit.

Bentuk yang lebih jauh terbentuk dari Oolite (batu kapur Oolitic) dan dapat dikenali

14

dengan penampilannya yang granular. Batu kapur membentuk 10% dari seluruh volume

batuan sedimen.

Q. Batuan sedimen

Batu kapur, jenis umum batuan endapan

Batuan endapan atau batuan sedimen adalah salah satu dari tiga kelompok utama batuan

(bersama dengan batuan beku dan batuan metamorfosis) yang terbentuk melalui tiga cara

utama: pelapukan batuan lain (clastic); pengendapan (deposition) karena aktivitas

biogenik; dan pengendapan (precipitation) dari larutan. Jenis batuan umum seperti batu

kapur, batu pasir, dan lempung, termasuk dalam batuan endapan. Batuan endapan meliputi

75% dari permukaan bumi.

Penamaan batuan sedimen biasanya berdasarkan besar butir penyusun batuan tersebut

Penamaan tersebut adalah: breksi, konglomerat, batupasir, batu lempung.

• Breksi adalah batuan sedimen dengan ukuran butir lebih besar dari 2 mm dengan

bentuk butitan yang bersudut

• Konglomerat adalah batuan sedimen dengan ukuran butir lebih besar dari 2 mm

dengan bentuk butiran yang membudar

• Batu pasir adalah batuan sedimen dengan ukuran butir antara 2 mm sampai 1/16

mm

• Batu lanau adalah batuan sedimen dengan ukuran butir antara 1/16 mm sampai

1/256 mm

• Batu lempung adalah batuan sedimen dengan ukuran butir lebih kecil dari 1/256

mm

15

3. Kerikil

Batu kerikil (ukuran serpihan terbesar kira-kira 4 cm)

Kerikil ialah bebatuan kecil, biasanya batu granit yang dipecahkan. Ukuran kerikil yang

selalu digunakan ialah antara 2 mm dan 75 mm.

Kerikil sering digunakan dalam pembangunan badan jalan, dan sebagai batu campuran

untuk memproduksi bata.

C. Jenis

Terdapat beberapa jenis batu kerikil yang sudah dikenali, yakni:

• Kerikil tepi

• Kerikil pantai

• Cadas teluk

• Cadas tumbukan

• Kerikil tumbukan

• Kerikil murni

• Kerikil sisa

• Kerikil Piemonte

• Kerikil gunung

• Kerikil sungai

16

4. Kayu

Kayu adalah bagian keras Tanaman yang digolongkan kepada Pohon dan Semak belukar.

Kayu digunakan untuk berbagai keperluan, mulai dari memasak, membuat perabot (meja,

kursi), bahan bangunan (pintu, jendela, rangka atap), bahan kertas, dan banyak lagi. Kayu

juga dapat dimanfaatkan sebagai hiasan-hiasan rumah tangga dan sebagainya.

Secara kimia, kayu tersusun atas beberapa bagian utama yaitu Selulosa dan Lignin.

Dalam ilmu kayu dikenal beberapa sifat yaitu: sifat kimia, sifat fisika dan sifat mekanika

A. Pintu

Pintu adalah sebuah struktur di dinding yang memudahkan pergantian antara dinding yang

tertutup dengan yang terbuka. Pintu biasanya ditemukan di rumah dan bangunan. Selain

itu, pintu juga terdapat di kendaraan, lemari, dan lain-lain.

Kebanyakan pintu terbuat dari kayu dan selebihnya, dalam penggunaan yang terbatas

terbuat dari aluminium, besi dan plastic PVC. Pintu kayu terdiri dari beberapa jenis. Yang

paling umum adalah pintu yang terbuat dari kayu utuh. Selain itu juga terdapat pintu kayu

jenis "Flush", yang didalamnya terdapat ruang hampa.

Alasan Kenapa pintu dibuat:

1. Memberi yang mudah bagi manusia, benda, binatang hewan dan sebagainya untuk

lewat

2. Untuk Ventilasi

17

B. Jendela

Sebuah jendela rumah di Inggris

Jendela ialah bukaan pada dinding bangunan, mobil dsb, untuk

memungkinkan udara dan cahaya masuk. Biasanya diisi dengan

lembaran kaca. Jendela bisa memiliki banyak bentuk yang

berbeda, seperti segitiga, persegi, lingkaran, atau bentuk tak

beraturan.

5. Batu Bata

Batu bata merupakan salah satu bahan material sebagai bahan pembuat dinding. Batu bata

terbuat dari tanah liat yang dibakar sampai berwarna kemerah merahan. Seiring

perkembangan teknologi, penggunaan batu bata semakin menurun. Munculnya material-

material baru seperti gipsum, bambu yang telah diolah, cenderung lebih dipilih karena

memiliki harga lebih murah dan secara arsitektur lebih indah.

A. Lempung

Lempung atau tanah liat ialah kata umum untuk partikel mineral berkerangka dasar

silikat yang berdiameter kurang dari 4 mikrometer. Lempung mengandung leburan silika

dan/atau aluminium yang halus. Unsur-unsur ini, silikon, oksigen, dan aluminum adalah

unsur yang paling banyak menyusun kerak bumi. Lempung terbentuk dari proses

pelapukan batuan silika oleh asam karbonat dan sebagian dihasilkan dari aktivitas panas

bumi.

18

Lempung membentuk gumpalan keras saat kering dan lengket apabila basah terkena air.

B. Gipsum

Gipsum dari New South Wales, Australia

Kata gipsum berasal dari kata kerja dalam bahasa

Yunani µαγειρεύω, yang artinya memasak. Disebut

memasak karena di daerah Montmartre, Paris, pada

beberapa abad yang lalu orang-orangnya membakar

gipsum untuk berbagai keperluan, dan material tersebut

kemudian disebat dengan plester dari Paris. Orang-orang

di daerah ini juga menggunakan gipsum sebagai krim untuk kaki, sampo, dan sebagai

produk perawatan rambut lainnya. Karena gipsum merupakan mineral yang tidak larut

dalam air dalam waktu yang lama, sehingga gipsum jarang ditemui dalam bentuk butiran

atau pasir. Tetapi ada suatu kejadian unik di White Sands National Monument, di negara

bagian New Mexico, Amerika Serikat, terdapat 710 km² pasir gipsum putih yang cukup

sebagai bahan baku untuk industri drywall selama 1000 tahun. Kristal gipsum terbesar

dengan panjang lebih dari 10 meter pernah ditemukan di Naica, Chihuihua, Mexico.

Gipsum banyak ditemukan di berbagai daerah di dunia, yaitu Jamaika, Iran, Thailand,

Spanyol (penghasil gipsum terbesar di Eropa), Jerman, Italia, Inggris, Irlandia, Manitoba,

Ontario, Canada, New York, Michigan, Indiana, Texas, Iowa, Kansas, Oklahoma,

Arizona, New Mexico, Colorado, Utah, Nevada, Paris, California, New South Wales,

Kalimantan, dan Jawa Barat.

Gipsum adalah salah satu contoh mineral dengan kadar kalsium yang mendominasi pada

mineralnya. Gipsum yang paling umum ditemukan adalah jenis hidrat kalsium sulfat

dengan rumus kimia CaSO4.2H2O. Gipsum adalah salah satu dari beberapa mineral yang

teruapkan. Contoh lain dari mineral-mineral tersebut adalah karbonat, borat, nitrat, dan

sulfat. Mineral-mineral ini diendapkan di laut, danau, gua dan di lapian garam karena

konsentrasi ion-ion oleh penguapan. Ketika air panas atau air memiliki kadar garam yang

tinggi, gipsum berubah menjadi basanit (CaSO4.H2O) atau juga menjadi anhidrit (CaSO4).

Dalam keadaan seimbang, gipsum yang berada di atas suhu 108 °F atau 42 °C dalam air

murni akan berubah menjadi anhidrit.

19

1. Klasifiasi

Gipsum secara umum mempunyai kelompok yang terdiri dari gipsum batuan, gipsit

alabaster, satin spar, dan selenit. Gipsum juga dapat diklasifikasikan berdasarkan tempat

terjadinya, yaitu endapan danau garam, berasosiasi dengan belerang, terbentuk sekitar

fumarol vulkanik, efflorescence pada tanah atau gua-gua kapur, tudung kubah garam,

penudung oksida besi (gossan) pada endapan pirit di daerah batu gamping.

2. Pembentukan

Gipsum terbentuk dalam kondisi berbagai kemurnian dan ketebalan yang bervariasi.

Gipsum merupakan garam yang pertama kali mengendap akibat proses evaporasi air laut

diikuti oleh anhidrit dan halit, ketika salinitas makin bertambah. Sebagai mineral evaporit,

endapan gipsum berbentuk lapisan di antara batuan-batuan sedimen batu gamping, serpih

merah, batu pasir, lempung, dan garam batu, serta sering pula berbentuk endapan lensa-

lensa dalam satuan-satuan batuan sedimen. Menurut para ahli, endapan gipsum terjadi

pada zaman Permian. Endapan gipsum biasanya terdapat di danau, laut, mata air panas,

dan jalur endapan belerang yang berasal dari gunung api.

3. Deskripsi

Gipsum termasuk mineral dengan sistem kristal monoklin 2/m, namun kristal gipsnya

masuk ke dalam sistem kristal orthorombik. Gipsum umumnya berwarna putih, kelabu,

cokelat, kuning, dan transparan. Hal ini tergantung mineral pengotor yang berasosiasi

dengan gipsum. Gipsum umumnya memiliki sifat lunak dan pejal dengan skala Mohs 1,5 –

2. Berat jenis gipsum antara 2,31 – 2,35, kelarutan dalam air 1,8 gr/liter pada 0 °C yang

meningkat menjadi 2,1 gr/liter pada 40 °C, tapi menurun lagi ketika suhu semakin tinggi.

Gipsum memiliki pecahan yang baik, antara 66o sampai dengan 114o dan belahannya

adalah jenis choncoidal. Gipsum memiliki kilap sutra hingga kilap lilin, tergantung dari

jenisnya. Gores gipsum berwarna putih, memiliki derajat ketransparanan dari jenis

transparan hingga translucent, serta memiliki sifat menolak magnet atau disebut

diamagnetit.

20

4. Kegunaan

Gipsum memiliki banyak kegunaan sejak zaman prasejarah hingga sekarang. Beberapa

kegunaan gipsum yaitu

• Drywall

• Bahan perekat.

• Penyaring dan sebagai pupuk tanah. Di akhir abad 18 dan awal abad 19, gipsum

Nova Scotia atau yang lebih dikenal dengan sebutan plaister, digunakan dalam

jumlah yang besar sebagai pupuk di ladang-ladang gandum di Amerika Serikat.

• Campuran bahan pembuatan lapangan tenis.

• Sebagai pengganti kayu pada zaman kerajaan-kerajaan. Contohnya ketika kayu

menjadi langka pada Zaman Perunggu, gipsum digunakan sebagai bahan

bangunan.

• Sebagai pengental tofu karena memiliki kadar kalsium yang tinggi, khususnya di

Benua Asia (beberapa negara Asia Timur) diproses dengan cara tradisonal.

• Sebagai penambah kekerasan untuk bahan bangunan

• Untuk bahan baku kapur tulis

• Sebagai salah satu bahan pembuat portland semen

• Sebagai indikator pada tanah dan air

• Sebagai agen medis pada ramuan tradisional China yang disebut Shi Gao.

C. Bambu

21

Bambu adalah tanaman jenis rumput-rumputan yang mempunyai batang berongga dan

beruas-ruas, banyak sekali jenisnya dan banyak juga memberikan manfaat pada manusia.

Nama lain dari bambu adalah buluh, aur, dan eru.

"Menebas buluh serumpun" adalah peribahasa Indonesia yang dikatakan pada orang yang

mengambil menantu dari dalam lingkungan keluarga sendiri.

6. Semen

Semen di dalam ember.

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 Buton

Benar 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 di zaman Kerajaan Romawi, tepatnya di Pozzuoli, dekat teluk Napoli, Italia.

Bubuk itu lantas dinamai pozzuolana.

Sedangkan kata semen sendiri berasal dari caementum (bahasa Latin), yang artinya kira-

kira "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.

22

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.

23

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.

1. Kandungan

Kandungan kimia

• Trikalsium Silikat

• Dikalsium Silikat

• Trikalsium Aluminat

• Tetrakalsium Aluminofe

• Gipsum

2. Produksi Semen

Langkah Utama Proses Produksi Semen adalah:

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.

24

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 dimana 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, dimana bahan baku berubah menjadi agak cair

dengan sifat seperti semen. Pada kiln yang bersuhu 1350-1400°C, bahan berubah menjadi

bongkahan padat berukuran kecil yang dikenal dengan sebutan klinker, kemudian

dialirkan ke pendingin klinker, dimana udara pendingin akan menurunkan suhu klinker

hingga mencapai 100 °C.

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

sistim tertutup dalam penggiling akhir untuk mendapatkan kehalusan yang dikehendaki.

Semen kemudian dialirkan dengan pipa menuju silo semen.

3. Jenis semen

Jenis semen

No.SNI Nama

SNI 15-0129-2004 Semen portland putih

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

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

SNI 15-3500-2004 Semen portland campur

25

SNI 15-3758-2004 Semen masonry

SNI 15-7064-2004 Semen portland komposit

7. Besi

26 mangan ← besi → kobalt

-

↑

Fe

↓

Ru Tabel periodik

Keterangan Umum Unsur

Nama, Lambang, Nomor atom besi, Fe, 26

Deret kimia logam transisi

Golongan, Periode, Blok 8, 4, d

Penampilan

metalik mengkilap

keabu-abuan

Massa atom 55,845(2) g/mol

Konfigurasi elektron [Ar] 3d6 4s2

Jumlah elektron tiap kulit 2, 8, 14, 2

Ciri-ciri fisik

Fase padat

Massa jenis (sekitar suhu

kamar) 7,86 g/cm³

Massa jenis cair pada titik lebur 6,98 g/cm³

Titik lebur

1811 K

(1538 °C, 2800 °F)

Titik didih 3134 K

26

(2861 °C, 5182 °F)

Kalor peleburan 13,81 kJ/mol

Kalor penguapan 340 kJ/mol

Kapasitas kalor (25 °C) 25,10 J/(mol·K)

Tekanan uap

P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k

pada T/K 1728 1890 2091 2346 2679 3132

Ciri-ciri atom

Struktur kristal kubus pusat badan

Bilangan oksidasi

2, 3, 4, 6

(oksida amfoter)

Elektronegativitas 1,83 (skala Pauling)

Energi ionisasi pertama: 762,5 kJ/mol

ke-2: 1561,9 kJ/mol

ke-3: 2957 kJ/mol

Jari-jari atom 140 pm

Jari-jari atom (terhitung) 156 pm

Jari-jari kovalen 125 pm

Lain-lain

Sifat magnetik feromagnetik

Resistivitas listrik (20 °C) 96,1 nΩ·m

Konduktivitas termal (300 K) 80,4 W/(m·K)

Ekspansi termal (25 °C) 11,8 µm/(m·K)

Kecepatan suara

(pada wujud kawat)

(suhu kamar) (elektrolitik)

5120 m/s

Modulus Young 211 GPa

Modulus geser 82 GPa

Modulus ruah 170 GPa

Nisbah Poisson 0,29

Skala kekerasan Mohs 4,0

Kekerasan Vickers 608 MPa

Kekerasan Brinell 490 MPa

27

Isotop

iso NA

waktu

paruh

DM

DE (MeV)

DP

54Fe 5,8% >3,1E22

tahun

penangkapan

2ε ? 54Cr

55Fe syn

2,73

tahun

penangkapan

ε 0,231 55Mn

56Fe 91,72% Fe stabil dengan 30 neutron 57Fe 2,2% Fe stabil dengan 31 neutron

58Fe 0,28% Fe stabil dengan 32 neutron

59Fe syn

44,503

hari β 1,565 59Co

60Fe syn

1,5E6

tahun β- 3,978 60Co

Referensi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk

kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusakkan.

Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga

mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Hal itu karena

beberapa hal, diantaranya:

• Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,

• Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan

• Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi.

Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak

kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang

menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi

menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk

kebanyakan penggunaan besi.

28

Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya Zink dan

Magnesium dapat melindungi besi dari korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang

akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.

1. 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.

2. Pelumuran dengan Oli atau Gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai

perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.

3. Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan

keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara

dan air.

4. Tin Plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi

yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut

tin 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.

5. 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 disebut perlindungan 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.

6. Cromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi

dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya

untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama

seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu

ada yang rusak.

7. Sacrificial Protection (pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh

lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium

29

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.

A. Logam

Kristal gallium

Dalam kimia, sebuah logam (bahasa Yunani: Metallon) adalah sebuah unsur kimia yang

siap membentuk ion (kation) dan memiliki ikatan logam, dan kadangkala dikatakan bahwa

ia mirip dengan kation di awan elektron. Metal adalah salah satu dari tiga kelompok unsur

yang dibedakan oleh sifat ionisasi dan ikatan, bersama dengan metaloid dan nonlogam.

Dalam tabel periodik, garis diagonal digambar dari boron (B) ke polonium (Po)

membedakan logam dari nonlogam. Unsur dalam garis ini adalah metaloid, kadangkala

disebut semi-logam; unsur di kiri bawah adalah logam; unsur ke kanan atas adalah

nonlogam.

Nonlogam lebih banyak terdapat di alam daripada logam, tetapi logam banyak terdapat

dalam tabel periodik. Beberapa logam terkenal adalah aluminium, tembaga, emas, besi,

timah, perak, titanium, uranium, dan zink.

Alotrop logam cenderung mengkilap, lembek, dan konduktor yang baik, sementara

nonlogam biasanya rapuh (untuk nonlogam padat), tidak mengkilap, dan insulator.

Dalam bidang astronomi, istilah logam seringkali dipakai untuk menyebut semua unsur

yang lebih berat daripada helium.

1. Paduan logam

Paduan logam merupakan pencampuran dari dua jenis logam atau lebih untuk

mendapatkan sifat fisik, mekanik, listrik dan visual yang lebih baik. Contoh paduan logam

30

yang populer adalah baja tahan karat yang merupakan pencampuran dari baja (Fe) dengan

Krom (Cr).

2. Logam mulia

Secara umum logam mulia berarti logam-logam termasuk paduannya yang biasa dijadikan

perhiasan, antara lain emas, perak, perunggu dan platina. Logam-logam tersebut memiliki

warna yang bagus, tahan karat, lunak dan terdapat dalam jumlah yang sedikit di alam.

Emas dan perak memiliki sifat penghantar listrik yang sangat baik sehingga banyak

dipakai untuk melapisi konektor-konektor pada perangkat elektronik.

3. Logam berat

Logam berat (heavy metal) adalah logam dengan massa jenis lima atau lebih, dengan

nomor atom 22 sampai dengan 92. Logam berat dianggap berbahaya bagi kesehatan bila

terakumulasi secara berlebihan di dalam tubuh. Beberapa di antaranya bersifat

membangkitkan kanker (karsinogen). Demikian pula dengan bahan pangan dengan

kandungan logam berat tinggi dianggap tidak layak konsumsi.

Kasus-kasus pencemaran lingkungan menyebabkan banyak bahan pangan mengandung

logam berat berlebihan. Kasus yang populer adalah sindrom Minamata, sebagai akibat

akumulasi raksa (Hg) dalam tubuh ikan konsumsi.

Di Indonesia, pernah dilaporkan bahwa ikan-ikan di Teluk Jakarta juga memiliki

kandungan raksa yang tinggi. Udang dari tambak Sidoarjo pernah ditolak importir dari

Jepang karena dinilai memiliki kandungan kadmium (Cd) dan timbal (Pb) yang melebihi

ambang batas. Diduga logam-logam ini merupakan dampak buangan limbah industri di

sekitarnya. Kakao dari Indonesia juga pernah ditolak pada lelang internasional karena

dinilai memiliki kandungan Cd di atas ambang batas yang diizinkan. Cd diduga berasal

dari pupuk TSP yang diberikan kepada tanaman di perkebunan.

8. Baja

Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur

paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat

sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan

mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain

yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan (manganese), krom (chromium),

31

vanadium, dan tungsten. Dengan memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan

lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada

baja dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength),

namun disisi lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya

(ductility).

Klasifikasi baja

• Berdasarkan komposisi

o Baja karbon

o Baja paduan rendah

o Baja tahan karat

• Berdasarkan proses pembuatan

o Tanur baja terbuka

o Dapur listrik

o Proses oksigen dasar

• Berdasarkan bentuk produk

o Pelat batangan

o Tabung

o Lembaran

o Pita

o Bentuk struktural

• Berdasarkan struktur mikro

o Feritik

o Perlitik

o Martensitik

o Austenitik

• Berdasarkan kegunaan dalam konstruksi

o Baja Struktural

o Baja Non-Struktural

9.

Kac

hasil

deng

2000

Kaca

1

2

A. S

14

C

↑

Si ↓

Ge

Info

Nam

Dere

Golo

Pena

Bera

Konf

Kaca

a merupak

lkan dari ca

gan kuarsa (

0 derajat Ce

a juga mem

1. halaman

2. cermin,

Silikon

alumin

Tabel perio

rmasi umu

ma, lambang

et kimia

ongan, perio

ampilan

at atom stan

figurasi elek

a

kan materi

ampuran sili

(bahasa Ing

elsius.

miliki bebera

n buku (dala

benda yang

nium ← sili

odik

um

g, nomor ato

ode, blok

ndar

ktron

bening dan

ikon atau ba

ggris: kwart

apa arti:

am beberapa

g dapat mem

ikon → fos

om silikon,

metaloid

14, 3, p

Sebagai

dengan

biru gel

28,0855

[Ne] 3s2

n transpara

ahan silikon

ts). Biasany

a bahasa da

mantulkan c

sfor

Si, 14

d

lempengan

permukaan

lap dan me

5(3)g·mol−

2 3p2

an (tembus

n dioksida (

ya dibuat da

aerah)

ahaya / ben

n: kristal

n sedikit

engkilap

−1

pandang)

SiO2), yang

ari pasir. Su

ntu

yang bias

g secara kim

uhu lelehnya

32

sanya di

mia sama

a adalah

33

Elektron per kelopak 2, 8, 4

Sifat fisika

Fase solid

Densitas

(mendekati suhu kamar) 2,33 g·cm−3

Densitas cairan

pada titik didih 2,57 g·cm−3

Titik leleh

1687 K

(1420 °C, 2577 °F)

Titik didih

3538 K

(2355 °C, 5909 °F)

Bahang beku 50,21 kJ·mol−1

Bahang penguapan 359 kJ·mol−1

Kapasitas bahang (25 °C) 19,789 J·mol−1·K−1

Tekanan uap

P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k

pada T/K 1908 2102 2339 2636 3021 3537

Sifat atom

Struktur kristal Kubus intan

Bilangan oksidasi

4, 3 [1], 2 [2], 1 [3]

(oksida amfoter)

Elektronegativitas 1.90 (Skala Pauling)

Energi ionisasi

(lebih lanjut)

1st: 786,5 kJ·mol−1

2nd: 1577,1 kJ·mol−1

3rd: 3231,6 kJ·mol−1

Ruji atom 117,6 pm

Ruji atom (perhitungan) 111 pm

Ruji kovalen 111 pm

Ruji Van Der Waals 210 pm

Informasi Lain

34

Untuk sejenis polimer, lihat

silikone.

Silikon adalah suatu unsur

kimia dalam tabel periodik yang

memiliki lambang Si dan nomor

atom 14. Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi.

Senyawa yang dibentuk bersifat

paramagnetik. Unsur kimia ini

dtemukan oleh Jöns Jakob

Berzelius.

Silikon hampir 25.7% mengikut

berat. Biasanya dalam bentuk

silikon dioksida (silika) dan

silikat. Silikon sering digunakan

untuk membuat serat optik dan

dalam operasi plastik digunakan

untuk mengisi bagian tubuh

pasien dalam bentuk silikone.

Silikon dalam bentuk mineral

dikenal pula sebagai zat kersik.

10. Atap

Atap adalah penutup atas suatu bangunan yang melindungi bagian dalam bangunan dari

hujan maupun salju. Bentuk atap ada yang datar dan ada yang miring, walaupun datar

harus dipikirkan untuk mengalirkan air agar bisa jatuh. Bahan untuk atap bermacam-

macam, di antaranya: genting (keramik, beton), seng bergelombang, asbes, maupun semen

cor. Adapula atap genteng metal yang sangat ringan, tahan lama, anti karat dan tahan

gempa[rujukan?].

Beberapa jenis tumbuhan menghasilkan bahan atap tradisional. Atap sirap, salah satunya

dibuat dari kayu ulin alias kayu besi yang dikeping tipis-tipis. Juga daun-daun dari

beberapa jenis palma dan ilalang kerap dirangkai untuk digunakan sebagai atap. Di

antaranya dari daun rumbia, kelapa, enau dan nipah.

Pembenahan magnetik nonmagnetic

Konduktivitas termal (300 K) 149 W·m−1·K−1

Ekspansi termal (25 °C) 2,6 µm·m−1·K−1

Kecepatan suara (thin rod) (20 °C) 8433 m/s

Modulus Young 150 GPa

Modulus limbak 100 GPa

Kekerasan Mohs 7

Nomor CAS 7440-21-3

Sela pita energy at 300 K 1,12 eV

Isotop tertentu

Artikel utama: Isotop dari silikon

iso NA Umur paruh DM DE (MeV) DP

28Si 92,23% Si stabil dengan 14 neutron

29Si 4,67% Si stabil dengan 15 neutron 30Si 3,1% Si stabil dengan 16 neutron

32Si syn 170 tahun β- 13,020 32P

Kotak ini: lihat • bicara • sunting

35

1. Atap logam

Atap logam adalah bahan atap yang dibuat dari logam. Sebagaimana atap dari bahan lain,

atap ini digunakan untuk mengatapi rumah atau bangunan.

Kelebihan dari Atap logam dibanding genting beton dan bahan atap lainnya adalah sangat

ringan, beratnya hanya 1/10 dari genting beton. Atap logam ini sangat cocok digunakan di

daerah rawan gempa atau yang memiliki tanah gambut (Kalimantan, Sumatera).

Tetapi setelah gempa di Yogyakarta, pandangan masyarakat di pulau Jawa mulai beralih

ke Atap logam, dikarenakan apabila terjadi gempa proses pergeseran dari atap logam dapat

diminimalisasi sebab antara satu dan lainnya merekat sangat kuat.

Terbukti oleh beberapa bangunan di Yogyakarta yang menggunakan atap logam seperti

SDN Winongo dan Gereja Ganjuran yang atap logamnya tidak mengalami kerusakan yang

berarti, dibanding menggunakan genting lainnya.

III. Dasar-Dasar Material Beton

1. DEFINISI

Beton terbuat dari campuran:

• semen

• air

• agregat (kerikil) kasar dan halus

• admixture (zat aditif) jika diperlukan

Material-material ini dicampur dan diaduk dengan jumlah tertentu sehingga mudah

dipindahkan, ditempatkan (dituang), dipadatkan (compact), dan dibentuk (finish), dan

campuran material tersebut akan mengeras dan menghasilkan produk yang kuat dan tahan

lama.

Jumlah dari masing-masing bahan yang dicampurkan (semen, air, agregat, dll) akan

mempengaruhi properti dari beton yang dihasilkan.

Berbentuk bubuk, dan jika dicampur dengan air, akan membentuk pasta. Pasta semen ini

berfungsi untuk melekatkan dan mengikat antar agregat satu sama lain.

Jenis-jenis semen yang ada di Indonesia antara lain:

36

- Semen portland putih

- Semen portland pozolan / Portland Pozzolan Cement (PPC)

- Semen portland / Ordinary Portland Cement (OPC)

- Semen portland campur

- Semen masonry

- Semen portland komposit

Tiap jenis semen akan memberikan properti yang berbeda pada beton yang dihasilkannya.

Semen portland adalah tipe semen yang paling umum digunakan untuk membuat

campuran beton.

2. Penyimpanan Semen

Semen jika tidak digunakan, harus disimpan dengan baik. Semen tidak boleh diletakkan

langsung di atas permukaan tanah atau lantai karena dapat menyebabkan kelembaban. Jika

lembab, ada uap air, semen bereaksi dengan air sehingga mengeras. Oleh karena itu,

dudukan semen harus kering, bersih, dan mempunyai sirkulasi udara yang baik.

Tumpukan semen juga boleh ditutup dengan plastik terpal atau sejenisnya untuk

memberikan perlindungan ekstra. Jangan lupa, sirkulasi udara tetap harus diperhatikan.

Tumpukan semen yang sangat banyak biasanya diletakkan di dalam gudang khusus.

3.AGGREGAT

Disebut juga kerikil, atau istilah tukang biasanya “batu split” (maksutnya opo yo??).

Sudahlah.. bahasa mereka memang agak beda, yang penting bisa diterjemahkan ke bahasa

teknis. Oke.. aggregat ada dua jenis: aggregat kasar dan aggregat halus. Aggregat kasar

berupa kerikil-kerikil atau jenis crushed rock. Sementara aggregat halus biasanya terdiri

dari pasir dan kerikil halus. Pasir harus pasir beneran, bukan pasir pecahan bata atau

plesteran yang dihaluskan.

Hal-hal tentang aggregat.

• Kuat dan keras! Aggregat yang rapuh dan keropos bisa menurunkan kualitas beton.

• Tahan terhadap waktu dan cuaca seekstrim apapun. Ada jenis batu-batuan yang tidak

tahan terhadap perubahan cuaca sehingga mudah pecah. Jenis ini tidak cocok untuk

dijadikan aggregat beton.

• Tidak reaktif (secara kimia). Aggregat tidak boleh bereaksi terhadap kandungan kimia dari

semen, sebab dapat menurunkan kualitas beton.

37

• Bersih. Jika permukaan aggregat terdapat lapisan lempur atau tanah, maka lekatan antara

aggregat dengan semen tidak akan maksimal.

• Gradasi ukuran. Ukuran aggregat harus bermacam-macam. Tidak boleh didominasi oleh

satu ukuran tertentu. Gradasi ukuran ini akan membuat beton manjadi padat dan lebih

kuat.

• Aggregat bulat lebih mudah dicampur, sementara aggregat bersudut sedikit lebih susah

tapi bisa membuat beton lebih kuat.

4. Penyimpanan Aggregat

Aggregat harus diletakkan di tempat yang bersih dari kotoran seperti dedaunan, ranting

pohon, lumpur, dan sampah-sampah kecil lainnya. Jika aggregat terlalu basah (misalnya

kena hujan), maka takaran air sewaktu mencampur beton boleh dikurangi.

5. AIR

Air berfungsi untuk “melarutkan” semen sehingga menjadi pasta yang kemudian mengikat

semua aggregat dari yang paling besar sampai paling halus.

Air harus bersih, bebas kotoran atau sampah, dan tidak mengandung bahan kimia yang

dapat mempengaruhi beton. Air tanah (bor) paling banyak digunakan untuk mencampur

adukan beton. Air laut tidak disarankan, karena bisa menyebabkan karat pada besi

tulangan. Air sungai? Lihat-lihat dulu.. ada buangan limbah atau tidak? :)

6. ADMIXTURE (Aditif)

Zat aditif biasanya ditambahkan untuk keperluan tertentu, misalnya untuk meningkatkan

mutu beton, mempercepat proses pengerasan dan pengeringan beton, mengubah tingkat

keenceran sehingga mudah dituang, dll.

38

PENUTUP

CONTOH SEBUAH PEMBANGUNAN DI BALIKPAPAN LOKASI JALAN MILONO PEMBANGUNAN KANTOR BALIKPAPAN READY MIX (BRM)

LOKASI JALAN MILONO PEMBANGUNAN KANTOR BALIKPAPAN READY MIX (BRM)