Material Bangunan Kubah Apartemen Gateway Pasteur

Arah pulang menuju rumah saya dari Kampus Ganesha ITB selalu melewati tol pasteur dan ada satu bangunan yang menarik perhatian saya. Bangunan tersebut berupa kubah kaca (mirip seperti cangkang keong) yang berada di Apartemen Gateway Pasteur. Kubah kaca ini sebagai pintu masuk menuju apartemen. Menurut saya, bangunan tersebut unik sebab keseluruhannya dilapisi dengan kaca dan hal yang selalu terlintas di pikiran saya yaitu bagaimana cara merangkai nya menjadi suatu bangunan yang membulat. Dan saya menganggap membuat bangunan seperti itu cukup sulit melihat dari struktur dan bentuknya. Selain itu, saya menyukai bangunan dengan pencahayaan alami yang cukup ketika siang hari. Hal tersebut dicapai dengan menambahkan banyak kaca pada bangunan. Hal lain yang menarik dari bangunan kubah kaca tersebut yaitu kerangka struktur tulangan besinya yang ter-ekspose. Biasanya kerangka akan dilapisi kembali agar terkesan lebih teratur, namun kerangka struktur baja dalam kubah ini disusun teratur mengikuti bentuk kubah yang membuat kubah semakin indah.

Material kubah kaca ini terdiri atas kaca dan baja. Kaca yang digunakan bukan kaca yang sama pada jendela rumah namun jenis kacanya yaitu kaca tempered. Kira-kira hasil identifikasi material yang digunakan yaitu kaca tempered 55% dan tulangan besi (untuk kerangkanya) 45%. Berikut penjelasan seputar material material tersebut.

Umumnya, bahan penyusun kaca biasa dan kaca tempered sama, hanya berbeda pada proses pembuatannya.

Bahan Umum Penyusun Kaca

• Pasir

Pasir yang digunakan dalam membuat kaca adalah kuarsa yang sangat murni. Kandungan besi dalam pasir kuarsa ini tidak boleh melebihi 0,45% untuk barang gelas pecah belah atau 0,015% untuk kaca optik, sebab kandungan besi ini bersifat merupakan warna kaca pada umumnya.

• Soda

Soda ini berumus kimia Na2O, yang didapatkan dalam soda abu padat (Na2CO3). Sumber lainnya adalah dari bikarbonat, kerak garam dan natrium nitrat.

• Feldspar

Feldspar mempunyai rumus umum P2O.Al2O3.6SiO2, dimana R2O dapat berupa Na2O atau K2O atau campuran keduanya. Sebagai sumber Al2O3, feldspar mempunyai banyak keunggulan dibanding produk lain, karena murah, murni dan dapat dilebur dan seluruhnya terdiri dari oksida pembentuk kaca. Al2O3 sendiri digunakan hanya bila biaya tidak merupakan masalah. Feldspar juga merupakan sumber Na2O atau K2O dan SiO2. Kandungan aluminanya dapat menurunkan titik cair kaca dan memperlamba terjadinya devitrifikasi.

• Borax

Borax adalah perawis tambahan yang menambahkan Na2O dan boron oksida kepada kaca. Walaupun jarang dipakai dalam kaca jendela atau kaca lembaran, boraks sekarang banyak digunakan di dalam bernagai jenis kaca pengemas. Ada pula kaca borax berindeks tinggi yang mempunyai nilai dispersi lebih rendah dan indeks refraksi lebih tinggi dari semua kaca yang dikenal. Kaca ini telah banyak digunkan sebgai kaca optik. Di samping daya fluksnya yang kuat, borax tidak saja bersifat menurunkan sifat ekspansi tetapi juga meningkatkan ketahanna terhadap aksi kimia. borax digunakan dalam tumpak yang memerlukan hanya sedikit alkali. Harganya hampir dua kali boraks.

• Kerak garam

Istilah asingnya adalah salt cakeyang digunakan sebagai perawis tambahan pada pembuatan kaca, demikian juga beberapa sulfat lain seperti amonium sulfat dan barium sulfat dan sering ditentukan pada segala jenis kaca. Kerak garam ini dapat membersihkan buih yang mengganggu pada tanur tangki. Sulfat ini harus dipakai bersama karbon agar tereduksi menjadi sulfit. Arsen trioksidadapat pula ditambahkan untuk menghilangkan gelombang-gelombang dalam kaca.

• Kulet

Kulet adalah kaca hancuran yang dikumpulkan dari barang-barang rusak, pecahan beling dan berbagai kaca limbah. Bahan ini dapat membantu pencairan selain juga sebagai bahan untuk dasar pengolahan limbah. Bahan ini dapat dipakai 10-80% dari muatan bahan baku.

• Blok refraktori

Langkah-Langkah Umum Pembuatan Kaca

Urutan proses pembuatan kaca pada umumnya dapat digolongkan menjadi 10 langkah (Austin, dkk. 2005), yaitu:

1. Transportasi bahan baku ke pabrik

2. Pengaturan ukuran bahan baku

3. Penimbunan bahan baku

4. Pengangkutan, penimbangan dan pencampuran bahan baku dan pemuatannya ke tanur kaca

5. Pengolahan bahan bakar untuk mencapai suhu yang diperlukan bagi pembentukkan kaca

6. Reaksi pembentukkan kaca di dalam tanur

7. Penghematan kalor melalui regenarasi dan rekuparasi

8. Pembuatan bentuk produk kaca

9. Penyaringan produk kaca

10. Penyelesaian produk kaca

Proses Pembuatan Kaca Tempered

Untuk mempersiapkan kaca untuk proses tempering, pertama-tama harus dipotong sesuai ukuran yang diinginkan. (Pengurangan kekuatan atau kegagalan produk dapat terjadi jika ada operasi fabrikasi, seperti etsa atau pengereman, terjadi setelah perlakuan panas.) Kaca kemudian diperiksa untuk ketidaksempurnaan yang dapat menyebabkan kerusakan pada tahap apapun selama pengikisan. Sebuah abrasivesuch seperti sandpapertakes tepi tajam dari kaca, yang kemudian dicuci.

Selanjutnya, gelas tersebut memulai proses perlakuan panas di mana ia bergerak melalui oven tempering, baik dalam batch atau umpan terus menerus. Oven memanaskan gelas sampai suhu di atas 600 derajat celcius. (Standar industri adalah 620 derajat Celcius.) Kaca kemudian mengalami prosedur pendinginan tekanan tinggi yang disebut "pendinginan." Selama proses ini, yang berlangsung hanya beberapa detik, tekanan tinggi udara akan menghancurkan permukaan kaca dari serangkaian nozel dalam berbagai posisi. Quenching mendinginkan permukaan luar kaca jauh lebih cepat dari pada pusat. Sebagai pusat dari kaca mendingin, ia mencoba untuk menarik kembali dari permukaan luar. Akibatnya, pusat tetap dalam ketegangan, dan permukaan luar masuk ke kompresi, yang memberi kekuatan kaca tempered.

Kaca dalam ketegangan pecah sekitar lima kali lebih mudah daripada yang terjadi pada kompresi. Kaca anil akan pecah pada 6.000 pound per inci persegi (psi). Kaca temper, menurut spesifikasi federal, harus memiliki kompresi permukaan 10.000 psi atau lebih; umumnya pecah sekitar 24.000 psi.

Pendekatan lain untuk membuat kaca temper adalah temper kimia, di mana berbagai kimia menukar ion di permukaan kaca untuk menciptakan kompresi. Tapi karena metode ini memakan biaya jauh lebih banyak daripada menggunakan oven dan pendinginan tempering, namun tidak banyak digunakan.

Besi Tulangan

Proses Pembuatan Besi

Proses pembuatan besi dilakukan melalui dua tahap.

A. Peleburan Besi

Peleburan besi dilakukan dalam suatu alat yang disebut blast furnace (tungku sembur) dengan tinggi 40 m dan lebar 14 m dan terbuat dari batu bata yang tahan panas tinggi. Bahan yang dimasukkan dalam tanur ini ada tiga macam, yaitu bijih besi yang dikotori pasir (biasanya hematit), batu kapur (CaCO3) untuk mengikat kotoran (fluks), dan karbon (kokas) sebagai zat pereduksi.

Reaksi: 2 FeO3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO2

Suhu reaksi sangat tinggi dan tekanan tanur sekitar 1 – 3 atm gauge, sehingga besi mencair dan disebut besi gubal (pig iron). Besi cair pada umumnya langsung diproses untuk membuat baja, tetapi sebagian ada juga yang dialirkan ke dalam cetakan untuk membuat besi tuang (cast iron) yang mengandung 3 – 4 % karbon dan sedikit pengotor lain, seperti Mn, Si, P. Besi yang mengandung karbon sangat rendah (0,005 – 0,2%) disebut besi tempa (wrought iron).

Batu kapur berfungsi sebagai fluks, yaitu untuk mengikat pengotor yang bersifat asam, seperti SiO2 membentuk terak. Reaksi pembentukan terak adalah sebagai berikut. Mula-mula batu kapur terurai membentuk kalsium oksida (CaO) dan karbon dioksida (CO2).

Reaksi: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

Kalsium oksida kemudian bereaksi dengan pasir membentuk kalsium silikat, komponen utama dalam terak.

Reaksi: CaO(s) + SiO2(s) → CaSiO3(l)

Terak ini mengapung di atas besi cair dan harus dikeluarkan dalam selang waktu tertentu.

A. Peleburan Ulang Besi-Baja

Proses pembuatan baja dibagi menjadi beberapa tahap sebagi berikut.

1. Menurunkan kadar karbon dalam besi gubal dari 3 – 4% menjadi 0 – 1,5%,yaitu dengan mengoksidasikannya dengan oksigen.

2. Membuang Si, Mn, dan P serta pengotor lain melalui pembentukan terak.

3. Menambahkan logam aliase, seperti Cr, Ni, Mn, V, Mo, dan W sesuai dengan jenis baja yang diinginkan.

Teknologi pengolahan besi gubal (pig iron) menjadi baja secara murah dan cepat diperkenalkan oleh Henry Bessemer (1856), tetapi sekarang sudah tidak digunakan lagi. William Siemens tahun 1860 mengembangkan tungku terbuka (open herth furnace), dan sekarang tungku yang banyak digunakan adalah tungku oksigen.

Berbagai jenis zat ditambahkan pada pengolahan baja yang berguna sebagai “scavangers” (pengikat pengotor), terutama untuk mengikat oksigen dan nitrogen. Scavangers yang terpenting adalah aluminium, ferosilikon, feromangan, dan ferotitan. Zat tersebut bereaksi dengan nitrogen atau oksigen yang terlarut membentuk oksida yang kemudian terpisah ke dalam terak.

Baja dapat digolongkan ke dalam tiga golongan, yaitu:

1. Baja karbon, terdiri atas besi dan karbon.

2. Baja tahan karat (stainless stell), mempunyai kadar karbon yang rendah dan mengandung sekitar 14% kromium.

3. Baja aliase, yaitu baja spesial yang mengandung unsur tertentu sesuai dangan sifat yang diinginkan.

Untuk mencegah perkaratan pada baja dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu:

1. Menambahkan logam lain.

2. Menggunakan lapisan pelindung.

3. Menggunakan logam yang dapat dikorbankan.

4. Melindungi secara katodik.

Source :