Praktikum 06 - Bahan Bangunan Laut

Praktikum keenam ini kami melakukan uji tarik baja.

Referensi :
 ASTM E8 - Tension Testing of Metallic Materials

Tujuan :

• Menentukan hubungan tegangan dan regangan
• Menentukan tegangan leleh baja
• Menentukan tegangan tarik baja
• Menentukan perpanjangan dan pengurangan luas area penampang
• Menentukan modulus elastis baja
• Menentukan tegangan runtuh baja

Penjalasan umum :

Uji tarik langsung dapat digunakan untuk mengetrahui sifat-sifat mekanik dari meterial seperti modulus young, tegangan leleh, tegangan tarik, dll. Beban uji diberi beban tarik dengan pertambahan beban konstan. Besarnya gaya yang bekerja pada benda uji dicatat menggunakan load celldan pertambahan panjang ini dicatat dengan menggunakan Linear Variable Differential Transformer (LVDT) pada setiap pertambahan beban.

Hasil uji tarik akan menghasilkan kurva regangan tegangan

Alat :

• Jangka sorong
• Universa Testing Machine
• LVDT
• Load cell
• Data logger
• Strain Gauge
• Benda uji berupa baja :
• Polos diameter 8mm
• Polos diameter 10mm
• Polos diameter 12mm
• Ulir diameter 10mm
• Ulir diameter 13mm
• Ulir diameter 15mm
• Ulir panjang diameter 10mm
• Ulir panjang diameter 13mm

Prosedur :

1. Siapkan benda uji
2. Ukur massa, panjang, dan diameter masing-masing benda uji
3. Pemasangan benda uji ke mesin UTM
4. Pelansanaan pengujian

Praktikum 05 - Bahan Bangunan Laut

Praktikum kali ini, kami kembali menguji beton kami untuk uji tekan 14 hari. Alat dan metode praktikum sama seperti praktikum sebelumnya (ada pada postingan sebelumnya).

Hasil Percobaan

Beton 1
Massa : 12,02 kg
Luas penampang : 176,714 cm2
Beban maks : 23200 kg
Kuat tekan = 131,286 kg/cm2

Beton 2
Massa : 12,04 kg
Luas penampang : 176,714
Beban maks : 20800 kg
Kuat tekan = 117,70 kg/cm2

Untuk beton k-200 14 hari, maka kekuatan yang diharapkan adalah 0,88 dari kekuatan beton, yaitu 176kg/cm2. Oleh karena itu, maka beton buatan kami belum mencapai kuat uji tekan yang diinginkan

Praktikum 04 - Bahan Bangunan Laut

Pada praktikum kali ini, kami melakukan uji tekan beton. Uji tekan beton berusia 7 hari ini dilakukan menggunakan alat UTM untuk menguji. Beton yang diuji adalah beton yang sudah dicapping terlebih dahulu

Saya dan teman saya berpose didepan mesin UTM

Beton yang sedang diuji tekan

Hasil uji tekan

Beton yang hancur setelah uji tekan

Pada praktikum kali ini, kami menguji 2 buah beton yang telah kami buat

Beton 1

Massa : 11,90 kg

Luas penampang : 176,714 cm2

Beban maks : 14000 kg

Kuat tekan = 79,22 kg/cm2

Beton 2

Massa : 11,96 kg

Luas penampang : 176,714

Kuat tekan = 82,05 kg/cm2

Seharusnya, kuat tekan beton mencapai 130 kg/cm2. Kedua beton yang diuji tidak mencapai target kuat tekan yang diprediksi. Menurut analisa kami, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kuat tekan, yaitu :

• Penggetaran yang tidak sempurna saat adonan dimasukkan ke cetakan
• Curing yang tidak sempurna (kami praktikum di hari Jumat, sehingga baru mulai curing saat hari Senin)

TUGAS 06 - BAHAN BANGUNAN LAUT

PENGENALAN TEKNOLOGI MATERIAL KONSTRUKSI LOGAM

Pendahuluan

Siklus Material :

1. Mining
2. Smelting
3. Forming
4. Fabrication
5. Operation & maintenance
6. Corossion

Half Finished Products :

• Plate
• Sheet
• Tube and Pipe
• Profile Structure
• Wire and Wire Rope

Engineering Material

Jenis-jenis logam dan paduan :

• Baja (Steel)
• Baja karbon, baja paduan
• Besi cor (cast iron)
• Alumunium dan paduannya
• Tembaga dan paduannya
• Titanium dan paduannya
• Superalloys
• Timah dan paduannya

Alloy adalah material yang tersusun dari campuran zat

Sifat fisik material :

• Titik cair
• Massa jenis
• Konduktivitas panas
• Konduktivitas listrik
• Koefisien muai

Sifat mekanik material :

• Kekuatan luluh
• Keuatanb tarik
• Perpanjangan
• Kekerasan
• Harga impact
• Batas lelah
• Batas mulur
• Ketahanan aus

Sifat kimia material :

• Ketahanan korosi

Sifat teknologi :

• Castability
• Formability
• Weldability
• Hardenability
• Machinability

Pengujian Mekanik

Uji tarik (tension test)

• Sifat yang diperoleh
• Kekuatan tarik
• Kekuatan luluh
• Keuletan
• Ketangguhan
• Modulus elastisitas
• Sample
• Lokasi pengambilan sample, bentuk, dan dimensi spesimen uji tarik harus mengikuti standar
• Dimensi utama dari sample uji tarik adalah :
• Luas penampang melintang awal
• Panjang uji awal
• Metode :
• Spesimen uji tarik dijepit di kedua ujung dan ditarik dengan kecepatan konstan
• Spesimen akan bertambah panjang
• Load cell akan mencatat reaksi berupa gaya tarik

  

  
  

• Daerah elastis, tegangan sebanding dengan regangan (hukum hooke)
• Daerah plastis, deformasi terjadi bila tegangan kerja melebihi kekuatan luluh sehingga terjadi perubahan bentuk permanen

Ketangguhan material ditunjukkan oleh energi yang mampu diserap sampai patah

Kurva ketangguhan

Sumber : http://www1.us.elsevierhealth.com/books.elsevier/companionsites/JenkinsKhanna/mmd/axial-tension/Image43.gif

Impact Test

• Dilakukan untuk mendapatkan data keuletan
• Spesimen dibeberikan beban tiba-tiba
• Besarf energi yang digunakan untuk mematahkan spesimen diukur dengan metode charpy

Impact test metode charpy

Sumber : http://www.twi-global.com/_resources/assets/inline/full/0/9757.gif

Uji kelelahan

• Material bila menerima beban dinamis kelakuannya tidak sama bila dibandingkan dengan kelakuannya pada pembebanan statis
• Batas fatigue dan kekuatan fatigue material dipengaruhi :
• Ukuran komponen
• Konsentrasi tegangan
• kekasaran permukaan
• Tegangan sisa

Praktikum 3 - Bahan Bangunan Laut

Pada praktikum kali ini, kami menggunakan data-data dari praktikum sebelumnya untuk membuat beton yang sesungguhnya. Berikut adalah hasil dari hitungan kami

Langkah-langkah pengerjaan kali ini mengikuti dengan postingan saya sebelumnya, yaitu pada praktikum 2. Tetapi pada pengerjaannya, yang kami lakukan adalah :

1. Menyiapkan bekisting terlebih dahulu. Pastikan bekisting dapat tertutup rapat
   
   
   
   
   
   
   
2. Oleskan bekisting dengan oli agar licin sehingga beton tidak menempel
   
3. Menimbang seluruh bahan-bahan yang diperlukan, mulai dari agregat halus, agregat kasar, semen, dan air sesuai dengan data-data yang sudah ada
   
4. Memasukkan seluruh bahan-bahan yang sudah dipersiapkan kedalam molen
5. Nyalakan molen untuk mencampur seluruh bahan. Pada langkah ini kami hanya melihat saja karena dikerjakan oleh petugas
6. Hasil dari molen dimasukkan kedalam bekisting sambil diaduk dengan vibrator agar adonan padat
   
7. Setelah itu, beton didiamkan selama kurang lebih 24 jam hingga kering dan mengeras

Perawatan (Curing) Beton Silinder

Tujuan : Membantu berlangwsungnya reaksi kimia yang terjadi antara senyawa pembentuk beton

Alat/kondisi :

• Ruangan lembab dengan kelembaban relatif tidak kurang dari 95%
• Bak yang diisi air kapur jenuh untuk curing

Benda uji : beton silinder

Prosedur : 

1. Keluarkan beton dari bekisting
   
   
   
   
2. Masukkan kedalam bak curing
   
   
   
   

Capping Beton Silinder

Tujuan : Capping dilakukan untuk memastikan distribusi beban aksial yang merata ke seluruh bidang tekan silinder dalam rangka mempersiapkan beton untuk pengujian kuat tekan.

Alat :

• Cetakan capping yang memiliki ukuran yang sesuai dengan dimensi spesimen
• Alat untuk mencairkan belerang yang dilengkapi dengan pemanas api

Prosedur Praktikum :

1. Siapkan serbuk belerang atau senyawa capping, pemanas dengan suhu sampai 130 derajat celsius
2. Lelehkan serbuk belerang atau senyawa capping
3. Setelah menjadi cair, aduk belerang cair sebelum dituangkan kedalam cetakan capping
4. Tuangkan belerang cair keadlam cetakan kemudian letakan beton silinder dengan kedua tangan diatasnya. Pastikan ujung silinder beton sebelum diletakkan dalam cetakan dalam keadaan kering
5. Langkah ke-4 harus dilakukan dengan cepat sebelum sulfur cair membeku
6. Ketebalan capping harus sekitar 3 mm dan tidak melebihi 8mm
7. Sebelum dilakukan uji kuat tekan, caping harus didiamkan dahulu agar memiliki kekuatan yang sebanding dengan beton

Tugas 05 - Bahan Bangunan Laut

DASAR TEKNOLOGI BAJA

Rangkaian Proses Pembuatan Baja

Sejarah singkat :

1. 6000 tahun lalu - Peradaban zaman tersebut menggunakan bijih besi yang ditemukan dari meteorit untuk membuat alat
2. 1400 SM - tungku pembuatan besi pertama
3. 300 SM - Besi mentah mulai digunakan di Africa timur dan India
4. 1885 - Henry Bessemer mematenkan prosesnya dalam mengolah besi
5. Sekarang - besi digunakan dengan pengolahan seperti cara Bessemer

Bijih besi pada umumnya :

1. Hematit (Fe2O3)
2. Magnetit (Fe3O4)
3. Limonit (Fe2O3.xH2O)

Hematit paling banyak dimanfaatkan karena kadar besinya tinggi (mencapai 66%) dan kadar kotorannya relatif rendah

Proses pembuatan besi :

• Jalur reduksi langsung
• Menggunakan gas alam untuk mereduksi besi
• Gas alam dipanaskan sampai suhu 900 derajat celsius direaksikan dengan air, sehingga menghasilkan gas hidrogen dan CO
• Keduanya akan mereduksi oksigen dari besi
• Pelet bijih besi berubah menjadi besi spons. 
• Besi spons masih terlalu tinggi kadar karbonnya dan mengandung unsur pengotor
• Besi spons dilebur di tungku busur listrik atau eletric arc furnace menjadi baja cair
• Baja cair dituang dengan proses pengecoran kontinu menjadi billet dan slab

Proses pembuatan besi jalur reduksi langsung

Sumber : https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiND0gQSQ3xqJbPuHk6nM3UbxgDaw1wbE2aY0PDybhQR_3yPOhsnwrDeKGQHC95tGR5AJiosaO_HsiOdTqs-EfdpPRHxJJBMtqehnmijtE2PG-9PiLPO_OjVyfkFsxzlsErsDkbRmhy_RY/s1600/hotlink.jpg

• Jalur Blast Furnace
• Bijih besi dicampur kokas dan dipanaskan dalam klinker bernama slinter
• Jijaduoerikeg dari batubara dan dipanaskan dengan coke oven
• Bijih besi, kokas, batu kapur, dan udara panas dipadu dalam blast furnace
• Besi dihasilkan, tetapi masih mengandung karbon berlebih (disebut pig iron)
• Digunakan batu kapur untuk mengikat kotoran-kotoran dalam bijih besi
• Blast furnace menghasilkan beso kasar cair (molten iron)
• MOlten iron akan dimasukkan ke Basic Oxygen Furnace atau Basic Oxygen Steelmaking

Proses blast furnace

Sumber : http://geo.msu.edu/extra/geogmich/images/blast_furnace.jpg

Proses Basic Oxygen Steelmaking

sumber : http://www.steelconstruction.info/images/thumb/0/01/BOS_process_cropped_2.PNG/300px-BOS_process_cropped_2.PNG

Konversi besi ke baja

• Ekstra treatment sesuai mutu baja yang diinginkan
• Bisa ditambah argon, injeksi powder atau wire, vacuum atau oemanasan tambahan
• Mengurangi kadar hidrogen dan sulfur
• Cara penuangan baja cair :
• Ingot (bentuk balok baja)
• Slab atau biller (continous casting)

Proses continuous casting

sumber : http://www.csc.com.tw/csc_e/pd/img/prs05.gif

Proses pembuatan produk setengah jadi

Hot rolling

• Ingot, billet, dan slab dirol panas menjadi :
• Flat product (plat)
• Long product (baja profil, besi beton, dan batang kawat
• Ingot, slab atau billet dipanaskan di tungku pemanas
• Rolling dilakukan bertahap

Proses hot rolling

sumber : http://www.castrip.com/Process/Images/02castrip_process_lg.gif

Cold rolling

• Plat dirubah menjadi lembaran / sheet
• Dilanjutkan dengan proses pemanasan untuk melunakkan dan diakhiri dengan temper rolling untuk menyetrika

Hot forging

Untuk membuat komponen yang berukuran besar, misalnya poros turbin

Hot tube piercing

• Tahap awal pembuatan pipa seamless dilakukan
• Salah satu variannya adalah proses manessman
• Pengecilan diameter pipa berdinding tebal dilakukan dengan proses hot tube rolling

Proses hot tube piercing

sumber : http://thelibraryofmanufacturing.com/imagesforming/rollpiercing.jpg

Pembuatan welded pipe

Dengan cara :

• Longitudinal welded pipe
• Bahan baku : plat baja hasil hot rolling
• Proses pembentukan dengan roll forming bertahap
• Pengelasan dilakukan dengan las tahanan listrik atau ERW (electric resistance welding)
• Setelah dilas, pipa akan dicek dengan berbagai metode

Proses longitudinal welded pipe

sumber : http://www.piping-engineering.com/wp-content/uploads/2014/01/longitudinally-welded-pipe.jpg

• Spiral welded pipe
• Bahan baku pelat baja hasil hot rolling dapat dientuk menjadi pipa dengan alur spiral
• Satu lembar pelat dapat dijadikan pipa dengan berbagai diaeter tergantung cetakan dan sudut pemasukan plat
• Pengelasan dilakukan dengan SAW (Submereged Arc Welding) atau las busur terendam

Proses spiral welded pipe

sumber : http://www.supplysteelpipes.com/products/1-2-4b.jpg

Klasifikasi dan Standar

Jenis baja dikelompokkan sebagai :

• Baja karbon (plain carbon steel)
• Low carbon steel         : C < 0,25%
• Medium carbon steel   : C = 0,25 - ,0,5%
• High carbon steel         : C > 0,5%
• Baja paduan (Alloy steel)
• Low alloy steel   : E Unsur-unsur paduan < 8%
• High alloy steel  : E unsur-unsur paduan > 8%

Standar yang banyak digunakan dalam industri baja :

• AISI : American Iron & Steel Insittute
• SAE : Society of Automotive Engineers
• ASME : American Society of Mechanical Engineers
• ASTM : American Socierty for Testing and Materials
• DIN : Deutsche Industrie Norman
• JIS : Japanese Industrial Standard

Klasifikasi/standar baja dibuat menurut hal berikut :

• Proses pembuatan / bentuk produk
• contoh : plate, sheet, forgings, wire, pipe
• Kekuatan
• contoh : DIN ST,50 (tensile strength > 50 KGFNINI2), JIS SS 41 (tensile strength > 41KGF/MM2)
• Komposisi Kimia
• DIN 25CrMo4
• JIN S45C
• AISI 304
• Nomor standar tanpa pola tertentu
• contoh : ASTM A 106 (Seamless Pipe), ASTM A 210 (seamless tube for boiler and superheater)

Standar AISI / SAE membuat klasifikasi baja secara komprehensif berdasarkan komposisi kimia. Pada dasarny baja karon dan baja paduan rendah diberi kode klasifikasi 4 digit :

• Digit ke 1 dan 2 menyatakan kelompok/jenis paduan
• Digit ke 3 dan 4 menyatakan kadar karbon nominal

Klasifikasi AISI / SAE

sumber : http://www.weldersuniverse.com/images/steel_classifications.jpg

Praktikum 2 Bahan Bangunan Laut

Pada praktikum kali ini, kami menentukan rancangan dalam pembuatan beton. Kelompok kami akan membuat campuran beton. Beton yang kami buat adalah beton k-200.

1. Pemilihan angka slump
• Pada pembuatan beton kali ini, kami memilih slump sebesar 100 mm
2. Pemilihan ukuran maksimum agregat kasar
• Berdasarkan agregat yang kami miliki, ukuran maksimumnya adalah 2,5 cm
3. Estimasi kebutuhan air pencampur dan kandungan udara
• Pembuatan kami adalah tanpa penambahan udara. Berdasarkan tabel yang disediakan, untuk slump 100mm dan ukuran maksimum agregat kasar adalah 25 mm, maka dibutuhkan air 190kg/m3 dengan udara tersekap 1,5%
4. Pemilihan nilai perbandingan air semen
• Menggunakan rumus fm = fc' + 1,64 sd
• fc' kami adalah 20mpa (beton k-200)
• Kondisi pengerjaan baik, standar deviasi = 4
• Maka fm yang didapat adalah 26,56
• Dari fm, maka didapatkan W/C ratio adalah 0,63655
5. Perhitungan kandungan semen'
• Menggunakan perbandingan air semen dan air yang telah diketahui, maka didapatkan bahwa semen yang kami butuhkan adalah 322,14 kg
6. Estimasi kandungan agregat kasar
• Dari tabel 3.9 pada modul praktikum, dengan fineness modulus 2,963 kami gunakan interpolasi sehingga didapatkan persentase agregat kasar adalah 65,37%
• Faktor koreksi untuk slump 100mm adalah 1
• Maka kandungan agregat kasar yang akan digunakan adalah 844,32 kg untuk 1 m3 beton
7. Estimasi kandungan agregat halus
• Volume agregat halus didapatkan dari mengurangi volume beton (1m3) dengan volume agregat kasar, air, semen, serta udara sehingga didapat volumenya adalah 0,33274 m3
• Massa agregat halus adalah volume dikalikan dengan berat jenis nya, sehingga didapatkan 804,56 kg