Pembuatan Beton dan Baja untuk Bangunan

Beton dan Baja,

Material Bangunan Rumah Tempat Tinggal

Bangunan Rumah Tempat Tinggal

Di post pertama ini, saya akan mencoba menjelaskan material beton dan baja pada suatu bangunan.

Untuk medirikan sebuah bangunan rumah tempat tinggal sederhana diperlukan berbagai macam material untuk digunakan sesuai dengan kegunaannya. Setiap material memiliki karakteristik tertentu sehingga perlu diketahui agar dapat digunakan dengan baik.

Material yang banyak dipakai untuk sebuah bangunan rumah tempat tinggal sebagai berikut.

1.       Batu kali

      Biasa digunakan sebagai material pondasi bangunan di bawah tanah.

2.       Batu Bata atau Batako

      Sebagai bahan utama dalam membuat dinding bangunan.

3.       Besi

Biasa digunakan sebagai tulangan beton untuk menambah kekuatan baik pada kolom, sloof, maupun ring balk.

4.       Beton

Biasa dibuat / dicetak dengan pengecoran untuk membentuk kolom, sloof, ring balk, yang merupakan elemen struktur yang memegang peranan penting dalam suatu bangunan.

Bahan-bahan untuk membuat beton diantaranya : air, agregat(halus:pasir dan kasar:kerikil), semen dan udara.

Bahan-bahan untuk membuat beton juga digunakan untuk pemlesteran dan pengacian dinding bangunan.

5.       Kayu

Biasa digunakan sebagai kusen pintu dan jendela, perabotan di dalam rumah dan lain-lain.

Kayu juga digunakan sebagai rangka atap / genteng rumah yang penggunaaannya sekarang mulai digantikan oleh baja.

6.       Baja

Biasa digunakan sebagai rangka atap / genteng rumah menggantikan kayu karena sifatnya yang lebih ringan, tidak lapuk dan tahan karat.

Baja yang digunakan adalah baja ringan agar mengurangi beban pada elemen struktur bangunan (kolom, sloof, ring balk dan pondasi).

7.       Atap / Genteng

Sebagai pelindung rumah dari cuaca atau lingkungan luar agar tetap aman dan nyaman

8.       Kaca

Biasa digunakan untuk jendela, bisa juga untuk pintu berkaca.

9.       Tanah

Sebagai dasar sebuah bangunan / pondasi berpijak.

Perkiraan kasar proporsi material bangunan tempat tinggal rumah sederhana satu lantai dengan rangka atap baja ringan adalah sebagai berikut.

·        Batu kali      10%

·        Batu bata     25%

·        Besi             10%

·        Beton atau bahan-bahan pembentuknya       25%

·        Kusen kayu dan kaca       5%

·        Baja ringan  5%

·        Atap            10%

·        Tanah          10%

BETON

Beton adalah campuran pasir, kerikil atau batu pecah,semen, dan air. Semua bahan-bahan pembentuk beton tersebut diatur proporsinya, dicampur sehingga menghasilkan beton dengan kualitas yang diinginkan. Kualitas sebuah beton dapat dilihat dari kuat tekannya.

Untuk menghasilkan beton dengan mutu kuat tekan yang dinginkan berikut cara membuat campuran beton.

Cara Membuat Rancangan Campuran Beton

Dengan metode ACI(American Concrete Institute)

1.       Pemilihan nilai slump

2.       Pemilihan ukuran maksimum agregat kasar

      1/5 jarak terkecil antara 2 tepi bekisting

      1/3 tebal pelat

      3/4 jarak bersih selimut beton

      2/3 jarak bersih antar tulangan

3.       Pengestimasian kebutuhan air dan kandungan udara

Tabel Kebutuhan Air Pencampuran dan Udara untuk Berbagai Nilai Slump dan Ukuran Maksimum Agregat

4.       'Pemilihan nilai perbandingan air terhadap semen (FAS)

Berdasarkan kuat tekan yang direncanakan (f_c’), tentukan kuat tekan beton rata-rata (f_m) dengan cara :

·           untuk beton dengan f_c’ ≤ 35Mpa, ambil nilai maksimum dari:

f_m = f_c’ + 1,34S_d   atau

f_m = f_c’ + 2,33S_d – 3,45

·           untuk beton dengan f_c’ > 35Mpa, ambil nilai maksimum dari:

f_m = f_c’ + 1,34S_d   atau

f_m = 0,90f_c’ + 2,33S_d

Tabel Hubungan Rasio Air-Semen dengan Kuat Tekan Beton

Tabel Klasifikasi Standar Deviasi

5.       Tentukan massa semen yang diperlukan

               

                       Massa semen = massa air / FAS

6.       Pengestimasian volume agregat kasar

Berdasarkan ukuran agregat maksimum dan modulus kehalusan agregat halus dapat digunakan tabel berikut.

Tabel Volume Agregat Kasar per Satuan Volume Beton
untuk Beton dengan Slump 75-100mm

Gunakan koreksi untuk nilai slump yang berbeda

7.       Pengestimasian massa beton segar

8.       Pengestimasian volume agregat halus

Volume agregat halus didapat dari pengurangan massa beton segar oleh massa air, semen dan agregat kasar

       

                   Massa ag. Halus = Massa Beton segar – (Air + Semen + ag. Kasar)

Keterangan : untuk nilai yang tidak terdapat pada tabel, atau berada di antara nilai-nilai                    pada tabel-tabel diatas, gunakan interpolasi / ekstrapolasi.

Penting untuk diketahui bahwa rancangan campuran beton tersebut dibuat dengan asumsi agregat dalam keadaan SSD (Saturated Surface Dry), pada kenyataannya agregat tidak selalu dalam kondisi SSD karenanya harus dilakukan koreksi jumlah kandungan air.

BAJA

Rangkaian Proses Pembuatan Baja

Hematit adalah bijih besi yang paling banyak dimanfaatkan karena kadar besinya tinggi, mencapai 66% dan kadar kotorannya relatif rendah.

Selanjutnya, hematit ini akan dimasukkan ke dalam blast furnace(tungku besar) untuk melebur bijih besi pada tahap awal

Besi yang terdapat di bumi bukan merupakan besi murni(Fe), tetapi terikat dalam satu senyawa dan mengandung unsur selain Fe, biasanya oksida besi(Fe₂O₄). Untuk memperoleh besi murni dilakukan proses reduksi dengan prinsip kimianya :

           2C + O2 → 2CO

           Fe₂O₄, Fe₃O₄ + CO → CO₂

Sekitar 80% baja dihasilkan dengan melewati jalur tanur tinggi (blast furnace), sedangkan 20% sisanya melalui jalur reduksi langsung (direct reduction). Pembahasan berikut adalah proses reduksi langsung

Jalur Reduksi Langsung

Proses reduksi langsung dapat menggunakan reduktor yang berasal dari gas alam.

Bahan baku :

           Pelet bijih besi

           Gas alam

Gas alam (CH₄ – metana) yang dipanaskan sampai suhu sekitar 900^oC direaksikan dengan air (H₂O) dengan katalis Ni sehingga menghasilkan gas H₂ dan CO.

Keduanya merupakan gas reduktor yang akan mengikat dan mengambil oksigen dari bijih besi.

           Fe₂O_4(s), Fe₃O_4(s) + CO_(g) + H_2(g) → Fe_(s) + CO_2(g) + H₂O_(g)

Dengan demikian, pelet bijih besi berubah menjadi besi spons, tetap dalam keadaan padat berbentuk butiran (pelet). Besi spons memiliki kadar karbon yang terlalu tinggi (untuk baja) dan unsur pengotor.

Selanjutnya, besi spons (ditambah bahan baku lainnya : oksigen, batu kapur, dan unsur-unsur paduan) dileburr di tungku busur listrik atau E.A.F.(Electric Arc Furnace) menjadi baja cair. Baja cair dituang dengan proses pengecoran kontinu menjadi billet dan slab.