BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Keramik 2.1.1. Pengertian Keramik Kalau kita berbicara tentang keramik, maka yang terbayang adalah alat-alat rumah tangga, bahan bangunan, atau guci keramik Cina, padahal perkembangan keramik sudah lebih maju. Asal kata keramik berasal dari bahasa Yunani “keramos” yang berarti periuk atau belanga yang terbuat dari tanah liat yang dibakar. Secara sederhana keramik adalah suatu benda atau barang yang terbuat dari tanah liat atau lempung yang diproses sedemikian rupa kemudian dibakar. Hal ini menunjukkan bahwa keramik itu hanya dapat dibuat dari tanah liat atau lempung, padahal saat ini telah dilakukan penelitian untuk membuat keramik dari bahan baku lainnya dengan teknik pembuatan yang sesuai dengan perkembangan teknologi. Maka dibuatlah pengertian dari keramik yang terbaru yaitu bahan padat nonorganik yang merupakan campuran metal dan non metal yang terikat secara ionik dan kovalen. Keramik memiliki struktur organik dan non organik seperti gelas tetapi kebanyakan memiliki struktur kristal. Struktur mikro keramik selalu kompleks dan dibedakan oleh adanya batas butir (grain boundaries), renik (pores), ketidakmurnian dan kondisi multifasa yang membuatnya lebih bervariasi. Pada daerah batas butir energi bertambah sehingga ketidakmurnian cenderung

berkumpul di sana.

Ketidakmurnian merupakan fasa kedua dan ketiga, antara partikel penyusun (konstituen) ke dalam batas butir. Dengan adanya penambahan ketidakmurnian dan zat aditif lainnya, mikrostruktur dapat berubah, jika diamati pada batas butirnya maupun porositasnya. Kondisi mikrostruktur ini menggambarkan keadaan terhadap sifat fisis dan kimia dari keramik. 5 Universitas Sumatera Utara

2.1.2. Bahan Dasar Keramik Pada dasarnya bahan dasar keramik antara lain : 1. Tanah Liat (lempung) Tanah liat (lempung) sebagai bahan pokok untuk pembuatan keramik, merupakan salah satu bahan yang kegunaannya sangat menguntungkan bagi manusia karena bahannya yang mudah didapat dan pemakaian hasilnya yang sangat luas. Kirakira 70% atau 80% dari kulit bumi terdiri dari batuan merupakan sumber tanah liat. Tanah liat banyak ditemukan di areal pertanian terutama persawahan. Dilihat dari sudut ilmu kimia, tanah liat termasuk hidrosilikat alumina dan dalam keadaan murni mempunyai rumus: Al2 O 3 2SiO 2 2H 2 O

dengan perbandingan berat dari unsur-

unsurnya: Oksida Silinium (SiO 2 ) 47%, Oksida Aluminium (Al2 O 3 ) 39%, dan Air (H 2 O) 14%. Tanah liat memiliki sifat-sifat yang khas yaitu bila dalam keadaan basah mempunyai sifat plastis tetapi bila dalam keadaan kering akan menjadi keras, sedangkan bila dibakar akan menjadi padat dan kuat. Pada umumnya, masyarakat memanfaatkan tanah liat (lempung) sebagai bahan baku pembuatan bata dan gerabah.

2. Kaolin (Al2 O 3 2SiO 2 2H 2 O) `

Kaolin adalah jenis lempung yang mengandung mineral kaolinit dan terbentuk

melalui proses pelapukan. Kaolin merupakan jenis tanah liat primer digunakan sebagai bahan utama dalam pembuatan keramik putih, dan mengandung mineral kaolinit (Al2 Si2 O 5 (OH) 4 ) sebagai bagian yang terbesar, sehingga kaolin biasanya disebut sebagai lempung putih.

6 Universitas Sumatera Utara

Kaolin adalah bahan keramik yang harus dicampur dengan bahan lainnya, misalnya ball clay. Hal ini dilakukan untuk menambah keplastisan dan mengurangi ketahanan api karena bahan ini bersifat kurang plastis dan sangat tahan api. Titik lelehnya lebih kurang 1800°C. Kaolin digunakan untuk membuat gerabah, porselin dan tegel.

3. Kuarsa (SiO 2 ) Kuarsa (mineral silica) adalah salah satu komponen utama dalam pembentukan keramik dan banyak terdapat di permukaan bumi (sekitar 60%). Bentuk umum fasa kristal kuarsa adalah tridimit, quartz dan kristobalit, tergantung pada temperaturnya. Jenis kristal silica yang ada di alam adalah kuarsa, sedangkan tridimit dan kristobalit jarang dijumpai. Kuarsa memiliki keplastisan rendah dan titik lebur tinggi sekitar 1728°C, tetapi hasil pembakarannya kuat dan keras. Bahan baku kuarsa dapat diperoleh dari batuan atau pasir kuarsa dengan kandungan silica tinggi.

4. Feldspat Feldspat adalah suatu kelompok mineral yang berasal dari batu karang yang ditumbuk dan dapat memberikan sampai 25 % flux (pelebur) pada badan keramik. Bila keramik dibakar, feldspat akan meleleh (melebur) dan membentuk leburan gelas yang menyebabkan partikel tanah dan bahan lainnya melekat satu sama lain. Pada saat membeku, bahan ini memberikan kekuatan pada badan keramik. Feldspat tidak larut dalam air, mengandung alumina, silica dan flux yang digunakan untuk membuat gelasir suhu tinggi, tetapi agar lebih memuaskan harus dicampur dengan kaolin. Bahan ini banyak dipakai dalam keramik halus, gelas dan email.


2.1.3. Jenis- Jenis Keramik Sampai saat ini, telah bermacam-macam keramik yang dihasilkan sesuai dengan perkembangan teknologi yang ada. Pengelompokannya didasari atas beberapa kriteria, antara lain : 1. Berdasarkan teknik pembuatannya, keramik dibedakan atas dua jenis, yaitu : a. Keramik kuno Keramik kuno adalah keramik yang terbuat dari tanah liat (lempung) yang dibakar dengan teknik pembuatan sangat sederhana dan peralatan yang dipakai sangat tradisional. Keramik jenis ini biasanya berupa alat-alat rumah tangga seperti guci, gerabah , kendi, belanga, dan lain-lain. b. Keramik Modern (Fine Ceramics) Keramik modern adalah keramik yang terbuat dari bahan tertentu selain tanah liat atau lempung yang teknik pengerjaannya sesuai kemajuan teknologi dan peralatan yang dipakai juga lebih modern (canggih). Penggunaannya tidak terbatas hanya peralatan rumah tangga tetapi telah meluas ke berbagai bidang, misalnya konstruksi, elektronika dan sebagainya. 2. Berdasarkan sifat dan kegunaannya, keramik terbagi atas enam jenis yaitu : a. Keramik konstruksi Keramik konstruksi adalah keramik yang digunakan untuk bahan konstruksi bangunan karena sifatnya yang keras, kuat dan tidak korosi. Contohnya, tegel, ubin, genteng, batu bata dan lain sebagainya. b. Keramik Berpori Keramik berpori adalah keramik yang memiliki banyak pori, umumnya sangat ringan dan digunakan sebagai filter (penyaring). Biasanya keramik jenis ini digunakan sebagai isolator panas dan knalpot mesin. 8 Universitas Sumatera Utara

c. Keramik Elektronik Keramik elektronik adalah keramik yang digunakan sebagai bahan komponen elektronika karena sifat listriknya dapat menjadi isolator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor. Contohnya, resistor, kapasitor dan dioda. d. Keramik Optik Keramik optik adalah keramik yang terbuat dari bahan gelas dan dapat tembus cahaya. Contohnya, kaca jendela, peralatan gelas, gelas optik dan serat optik. e. Keramik Refraktori Keramik refraktori adalah keramik yang tahan api atau tahan terhadap suhu yang tinggi dan banyak mengandung silika. Biasanya keramik jenis ini banyak digunakan sebagai bahan tungku pada industri dengan temperatur tinggi, misalnya industri peleburan besi dan baja. f. Komposit Keramik Komposit keramik adalah keramik yang diperkuat dengan matriks yang diproses pada suhu bakar rendah dan biasanya digunakan sebagai bahan bangunan konstruksi ringan. 2.1.4. Sifat-Sifat Keramik Sifat-sifat dari keramik dipengaruhi oleh perubahan mikrostruktur pada batas butiran maupun pada porositasnya. Sifat-sifat keramik antara lain : a. Keras, kuat, tetapi bersifat getas atau mudah pecah. b. Tahan terhadap korosi. c. Kapasitas panas yang baik dan konduktivitas panas yang rendah. d. Sifat listriknya dapat menjadi isolator, semikonduktor, konduktor bahkan superkonduktor. e. Dapat bersifat magnetik dan non magnetik. 9 Universitas Sumatera Utara

2.1.5. Kegunaan Keramik Keramik banyak digunakan dalam berbagai bidang terutama dalam bidang konstruksi dan rumah tangga. Pada umumnya keramik banyak dipakai sebagai peralatan rumah tangga seperti periuk, belanga, kendi dan berbagai jenis gerabah lainnya. Selain itu banyak pula yang menggunaannya sebagai barang-barang seni dan dekorasi, misalnya guci, vas bunga, piring dan gelas hias. Bahan-bahan bangunan juga banyak yang terbuat dari keramik seperti batu bata, tegel, ubin dan sebagainya. Karena sifatnya yang tahan panas, tidak korosi dan bersifat isolator, keramik digunakan sebagai bahan pembuatan komponen elektronika misalnya untuk resistor, kondensator dan dioda.

2.2. Bahan Baku 2.2.1. Limbah Padat Pulp Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga), yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Seiring dengan peningkatan industri, juga akan terjadi peningkatan jumlah limbah. Bermacam limbah industri yang dapat mencemari lingkungan antara lain: limbah industri tekstil, limbah agroindustri (limbah kelapa sawit, limbah industri karet remah dan lateks pekat, limbah industri tapioka, dan limbah pabrik pulp dan kertas), limbah industri farmasi, dan lain-lain.. Bentuk limbah yang dihasilkan oleh komponen kegiatan tersebut di atas adalah limbah padat dan limbah cair, yang menimbulkan dampak merugikan bagi lingkungan dan selanjutnya akan mengganggu atau mempengaruhi kehidupan masyarakat itu sendiri.


Dampak dari kegiatan industri yang berpengaruh buruk tersebut terutama disebabkan oleh bahan-bahan pencemar yang dihasilkan oleh pabrik-pabrik industri. Bahan-bahan buangan tersebut dapat mencemari udara, perairan, dan tanah terutama disekitar kawasan industri tersebut. Pulp (bubur kertas) merupakan susunan yang terdiri dari komponen-komponen senyawa organik, antara lain : selulosa, hemiselulosa, zat ekstraktif dan lignin dalam jumlah kecil. Sumber utama serat selulosa sebagai bahan baku pembuatan pulp (bubur kertas) diperoleh dari biomassa seperti kayu, jerami, batang tebu, bambu, dan lainlain. Secara kimia, kandungan tiap zat berbeda-beda. Unsur-unsur kimia yang terdapat di dalamnya terdiri dari karbon, oksigen, hidrogen dan sejumlah kecil nitrogen. Kayu merupakan komponen utama untuk pembuatan pulp. Jenis kayu yang digunakan dalam industri kertas ada 2 jenis yaitu: 1. Hardwood (serat pendek), contoh: meranti 2. Softwood (serat panjang), contoh: pinus, akasia, eukaliptus. Proses pembuatan pulp (bubur) bertujuan untuk memisahkan serat-serat selulosa dari komponen lain yang tidak diinginkan yang terdapat dalam bahan berserat selulosa menjadi individu-individu serat. Limbah padat pulp adalah limbah yang diperoleh dari sisa-sisa pengolahan industri pulp. Limbah ini berupa pasir (grits), ampas (dregs), dan lumpur hidup (bio sludge).Grits berasal dari proses pemisahan antara selulosa dan zat kapur sebelum kayu dimasak dan tidak bereaksi antara cairan hijau (green liquor) dan kapur tohor, berwarna coklat muda, kandungan utamanya pasir yang mengandung hidroksida. Grits mempunyai densitas 1,88 g/cm3. Komposisi kimia dari grits ditunjukkan pada tabel 2.1.


Ampas (dregs) adalah material padat yang berwarna abu-abu kecoklatan yang merupakan bahan endapan dari cairan hijau (green liquor) yaitu bubur (smelt) yang dilarutkan dengan natrium hidroksida (NaOH). Kandungannya silika dan karbon residu organik yang tidak sempat terbakar dalam boiler, bahan ini kaya akan karbon karena tidak bereaksi. Dregs mempunyai densitas 1,92 g/cm3. Komposisi kimia dari dregs ditunjukkan pada tabel 2.1. Lumpur hidup (bio sludge) merupakan limbah dari proses pembuatan pulp dan industri kertas yang berupa campuran dari endapan limbah cair, berwarna cokelat kehitaman, kandungan utamanya adalah selulosa dan bakteri yang mati. Biosludge mempunyai densitas 1,65 g/cm2. Komposisi kimia limbah padat pulp yaitu grits dan dregs PT. TPL Porsea dapat dilihat pada tabel (2.1) berikut ini:

Tabel 2.1. Komposisi Kimia Limbah Padat Pulp Komposisi (% berat) No

Parameter Grit

Dreg

1

Al2 O 3

24,74

26,35

2

SiO 2

56,42

55,21

3

Na 2 O

0,33

0,30

4

K2 O

0,25

0,27

5

MgO

9,40

9,12


6

CaO

2,12

2,30

7

Fe 2 O 3

2,62

2,34

8

TiO 2

3,38

3,31

(Sumber :Fani Besprina)

2.2.2. Kaolin (Al2 O 3 2SiO 2 2H 2 O) Kaolin adalah salah satu jenis lempung yang mengandung mineral kaolinit yang terbentuk melalui proses pelapukan. Kaolin merupakan jenis tanah liat primer yang digunakan sebagai bahan utama dalam pembuatan keramik putih, dan mengandung mineral kaolinit Al2 Si2 O 5 (OH) 4 sebagai bagian yang terbesar, sehingga kaolin biasanya disebut sebagai lempung putih. Dilihat dari sifat dan keadaan bahan, kaolin berwarna putih karena kandungan besinya sangat rendah, plastis, berbutir kasar, massa jenis 2,60-2,63 g/cm3, titik lebur 1850 0 C, daya hantar panas dan listrik yang rendah. Kaolin juga mempunyai tingkat keplastisan yang rendah sehingga taraf penyusutan dan kekuatan keringnya pun lebih rendah dan sangat tahan api. Oleh karena itu kaolin tidak dapat dipakai begitu saja untuk membuat barang-barang keramik, melainkan harus dicampur dahulu dengan bahan lain. Komposisi kimia dari kaolin dapat dilihat pada tabel 2.2 berikut :

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Kaolin No

Komponen

% berat

1

SiO 2

71,20

2

Al2 O 3

13,36


3

Fe 2 O 3

2,00

4

TiO 2

0,26

5

CaO

0,15

6

MgO

3,55

7

K2 O

0,27

8

Na 2 O

0,51

9

LOI

8,70

Sumber: Fani Besprina

Kaolin banyak dipakai dalam berbagai industri, baik sebagai bahan baku utama maupun sebagai bahan pembantu. Hal ini karena adanya sifat-sifat kaolin seperti kehalusan, kekuatan, warna, daya hantar listrik dan panas yang rendah, dan lain-lain. Dalam industri, kaolin dapat berfungsi sebagai pelapis (coater), pengisi (filler), barang-barang tahan api dan isolator. Penggunaan kaolin yang utama adalah dalam industri-industri kertas, keramik, cat, karet/ban, plastik, semen, pestisida, pupuk, absorbent, kosmetik, pasta gigi, detergent, tekstil, dan lain-lain. Kaolin ini juga dapat dipakai sebagai bahan konstruksi, seperti: a. Keramik halus (gerabah putih atau white-earthenware) dan porselen, baik sebagai salah satu komponen dalam badan maupun gelasir b. Barang-barang tahan api dalam bata-bata kaolin c. Bahan-bahan bangunan keramik seperti tegel dalam bentuk gerabah atau porselen


2.2.3. Sekam Padi Sekam padi merupakan salah satu limbah dari produk pertanian. Sekam padi atau kulit padi adalah bagian terluar dari butir padi yang menjadi hasil sampingan saaat proses penggilingan padi dilakukan sekitar 20 % dari bobot padi adalah sekam padi dan kurang lebih 15 % dari komposisi sekam adalah abu sekam padi yang dihasilkan saat sekam tersebut dibakar. Sekam padi mengandung abu yang mempunyai kandungan silica yang tinggi dan selulosa yang menghasilkan karbon ketika terdekomposisi secara termal. Namun bila pembakaran dilakukan secara terus menerus pada suhu di atas 650°C akan menaikkan kristalinitasnya dan akhirnya fasa kristobalit dan tridimit dari silica sekam akan terbentuk. Komposisi kimia adari abu sekam padi dapat dilihat pada table berikut.

Tabel 2.3 Komposisi kimia abu sekam padi Jumlah No

Komponen

{dalam % berat kering)

1

SiO 2

86,90 – 97,30

2

K2 O

0,58 – 2,50

3

Na 2 O

0,01 – 1,75

4

CaO

0,20 – 1,50

5

MgO

0,12 – 1,96

6

Fe 2 O 3

0,01 – 0,54


7

P2 O5

0,20 – 2,85

8

SO 3

0,10 – 1,13

9

Cl

0,01 – 0,42

(Sumber: Rina Wardany)

2.3. Proses Pembentukan Keramik Material keramik umumnya berupa senyawa polikristal yang proses pembuatannya dapat dikelompokkan menjadi beberapa tahap yaitu: Preparasi serbuk, pembentukan, pengeringan dan pembakaran (sintering). Pada proses pembentukan keramik terjadi perubahan structural dari butiran-butirannya yang semula renggang menjadi padat dan memiliki batas butiran (saat terjadi sintering), seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1 berikut :

Pembentukan

Serbuk Bahan Baku

Sintering

Produk yang dibentuk

Produk yang telah disinter

Gambar 2.1. Perubahan struktur pada proses pembuatan keramik

Parameter-parameter proses pembuatan keramik tergantung pada jenis keramik yang akan dibuat, bidang aplikasinya, dan sifat-sifat yang diharapkan. Misalnya proses pembuatan keramik tradisional memiliki parameter yang berbeda dengan pembuatan keramik teknik.


Karena pada keramik tradisional hanya memerlukan bahan baku alam dengan kemurnian yang tidak perlu tinggi, sedangkan untuk pembuatan keramik teknik diperlukan bahan baku dengan kemurnian tinggi serta terkontrol agar diperoleh sifat bahan yang diinginkan sesuai dengan aplikasinya.

2.3.1. Preparasi Serbuk Pada proses preparasi serbuk, beberapa factor yang menentukan sifat produk keramik adalah : kemurnian bahan, homogenitas dan kehalusan serbuk. Teknik preparasi serbuk keramik dapat dikelompokkan 3 macam yaitu : konvensional, kimia basah/larutan dan preparasi dalam fasa gas. Salah satu diantaranya yang diterapkan adalah teknik konvensional. Teknik ini berupa pencampuran padat-padatan (solid-solid mixing) yang umumnya digunakan pada industri keramik. Proses penghalusan dan homogenisasi dilakukan dengan alat penggiling yaitu ball mill.

2.3.2. Proses Pembentukan Sebelum pembentukan, terlebih dahulu dilakukan pencampuran (mixing) untuk mendapatkan campuran material bahan baku keramik dengan pengaturan komposisi dan ukuran butir hingga homogen. Proses pencampuran ini dapat meningkatkan densitas dan mengurangi porositas yang terdapat dalam keramik tersebut. Pada umumnya pembentukan keramik dilakukan dengan pengadukan serbuk dengan air plastis, selanjutnya dimasukkan kedalam cetakan sampai kering tertentu.


Ada beberapa proses atau cara pembentukan keramik, diantaranya: a. Cetak Tekan Kering (Dry Pressing) Metode ini merupakan pembentukan terhadap serbuk halus yang mengandung sedikit air atau penambahan bahan organik dengan pemberian tekanan yang dibatasi oleh cetakan menjadi produk padat yang kuat. Pada metode ini bahan (serbuk) dicampur dengan air (7-10 %) agar tetap lembab sehingga menambah sifat plastis bahan. Proses pembentukan ini cocok digunakan untuk membuat bentuk yang sederhana dan tebal sehingga banyak digunakan oleh pabrik refraktori untuk menghaslkan produk-produk seperti ubin lantai dan dinding. b. Cetak Dorong (Extrussion Molding) Pembentukan keramik dengan metode ini dilakukan untuk bahan yang memiliki plastisitas yang tinggi, dengan cara mendorong bahan plastis (kadar air antara 12-20%) melalui ruang kosong sehingga diperoleh bentuk dengan penampang melintang yang tetap. Metode ini digunakan pada pembentukan batu bata, pipa, dan tegel berlubang. c. Cetak Tekan dengan Karet (Rubber Mold Pressing) Pembentukan terhadap serbuk halus dengan menggunakan pembungkus yang terbuat dari karet serta diberi tekanan ke keseluruh permukaan karet, dan menghasilkan bahan yang padat. d. Cetak Tuang (Slip casting) Pembentukan dengan cara suatu suspensi dengan kekentalan dan kandungan padatan tertentu, kemudian dituang kedalam cetakan plaster berpori-pori cair atau cetakan penyerap yang biasanya disebut gips.


Pada penelitian ini diterapkan proses pembentukan dengan cara cetak tekan kering (dry pressing).

2.3.3. Pengeringan Pada umumnya, pengeringan zat padat berarti pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair lainnya dari bahan padat, sehinnggga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat tersebut. Proses ini harus dikontrol, karena melibatkan penekanan yang diakibatkan oleh perbedaan shrinkage atau tekanan gas dapat menyebabkan cacat pada produk yang dihasilkan. Pada sistem pengeringan, energi panas harus melewati permukaan produk, yang selanjutnya akan menghasilkan uap air. Selama pengeringan, pemanasan akan meningkatkan tekanan uap air dari cairan dan kapasitas penyerapan dari udara kering. Benda-benda yang akan dibakar harus dikeringkan terlebih dahulu, karena jika masih basah, kemungkinan akan terjadi ledakan uap air sewaktu dibakar, sehngga dapat terjadi keretakan. Mengeringkan benda keramik berarti menghilangkan apa yang disebut air plastisnya saja, sedangkan air yang terikat dalam molekul bahan keramik (air kimia) hanya dapat dihilangkan melalui pembakaran. Proses pengeringan dapat juga diikuti dengan proses penyusutan. Kerusakan seperti cacat/retak dapat terjadi pada saat pengeringan karena pencampuran bahannya yang tidak homogen dan pengeringan yang tidak sama pada bagian-bagiannya. sehingga terjadi tegangan-tegangan antara bagian-bagian tersebut. Permukaaan yang retak tersebut menunjukkan permukaaan bahan yang rapuh. Kelebihan kadar air dapat juga membuat permukaan produk menjadi lengkung, retak dan keporiannya meningkat.


Lengkungan dihasilkan oleh pengeringan yang tidak merata dan terjadi penyusutan sehingga bentuknya berubah.

2.3.4. Pembakaran dan Sintering Pembakaran adalah suatu perlakuan yang utama dalam pembuatan bahan keramik. Tujuan dari pembakaran ini adalah untuk mengaglomerasi partikel kedalam bentuk massa koheren melalui proses sintering. Sintering adalah pengikatan massa partikel pada serbuk oleh atraksi molekul dalam bentuk padat dengan perlakuan panas dan menyebabkan kekuatan pada massa serbuk. Faktor-faktor yang menentukan proses dan mekanisme sintering antara lain jenis bahan, komposisi, bahan pengotornya dan ukuran partikel. Proses sintering dapat berlangsung apabila : 1. Adanya transfer materi diantara butiran yang disebut proses difusi. 2. Adanya sumber energi yang dapat mengaktifkan transfer materi, energi tersebut digunakan untuk menggerakkan butiran hingga terjadi kontak dan ikatan yang sempurna. Difusi adalah aktivitas termal yang berarti bahwa terdapat energi minimum yang dibutuhkan untuk pergerakan atom atau ion dalam mencapai energi yang sama atau di atas energi aktivasi untuk membebaskan dari letaknya semula dan bergerak ke tempat yang lain yang memungkinkannya. Pada proses sintering keramik ada bebrapa tahapan yaitu : 1. Tahapan awal : partikel-partikel keramik saling kontak satu dengan yang lainnya setelah proses pencetakan. 2. Tahapan mulai sintering : pada tahapan ini sintering mulai berlangsung dan permukaan kontak kedua partikel semakin lebar. Perubahan ukuran butiran maupun pori belum terjadi. 20 Universitas Sumatera Utara

3. Tahapan pertengahan sintering : pori-pori dan ukuran butiran mulai membesar. 4. Tahapan akhir sintering : pada tahapan ini batas butir bergerak dan terjadi pembesaran ukuran butiran dan sekaligus terjadi penyusutan.

2.4 Pengujian Sampel 2.4.1 Porositas Porositas dinyatakan dalam % yang menghubungkan antar volume pori terbuka terhadap volume benda keseluruhan. Pengujian porositas dilakukan dengan cara:

sampel yang telah dibakar, ditimbang massanya ( mk ) kemudian direndam

dalam air selama 2 hari dan ditimbang massa basahnya ( mb ). Untuk menentukan porositas dapat dihitung menggunakan rumus : Porositas (%) =

mb − m k 1 x x100% Vb ρ air

..............................(2.1)

Dengan: mk

= Massa kering benda uji (gram)

mb = Massa basah benda uji, setelah direndam dalam air selama 2x24 jam (gram) Vb = Volum benda uji (cm3)

ρ air = Massa jenis air  gr 

 cm 3 

2.4.2 Densitas Tujuan pengujian densitas pada penelitian ini adalah untuk mengetahui kerapatan atau kepadatan dari suatu bahan. Densitas didefenisikan sebagai perbandingan massa benda uji dengan volumenya.


Pengujian densitas dilakukan dengan cara menimbang massa dan volume sampel yang telah dibakar. Densitas sampel dapat dihitung menggunakan persamaan berikut: Densitas (ρ )

=

mk Vb

...............................................(2.2)

Dengan: mk

=

Massa kering benda uji (gr)

Vb

= Volume benda uji (gr3)

2.4.3 Kuat Tekan Pengujian kuat tekan dilakukan dengan cara menyalakan alat UTM (Universal Testing Machine), kemudian memposisikan jarum skala gaya pada skala 0. Sampel keramik diletakkan pada dasar alat UTM. Setelah itu dinyalakan tombol penekan. Ketika sampel sudah menunjukkan keadaan retak (tampak pada penglihatan mata) maka tombol penekan UTM dimatikan.

Persamaan kuat tekan : fc

=

P A

...............................................(2.3)

dengan: fc

= Tekanan (Pa)

P

= Beban maksimum (N)

A

= Luas bidang permukaan (m2)


2.4.4 Susut Bakar Susut Bakar adalah perubahan dimensi atau volume bahan yang telah dibakar. Salah satu parameter yang menunjukkan terjadinya proses sintering adalah penyusutan akibat adanya perubahan mikrostruktur (butir atau batas butir). Sebelum dan sesudah dibakar, diameter sampel diukur dengan jangka sorong. Persamaan yang dipakai untuk menentukan besarnya susut bakar adalah:

Susut Bakar (%) =

d 0 − d1 x 100 % d0

...................................(2.4)

dengan: d 0 = Diameter sampel uji sebelum dibakar (mm) d 1 = Diameter sampel uji sesudah dibakar (mm)


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents