13.6-13.7

13.6 ABRASIVES (ABRASIF)

Keramik abrasif digunakan untuk meratakan, menggiling, atau memotong

material lain, yang diperlukan agar lebih lembut. Syarat yang diperlukan

untuk material ini adalah keras atau menggunakan daya tahan. Derajat

ketangguhan yang tinggi adalah diperlukan untuk menjamin agar partikel

abrasif tidak mudah patah/retak (fracture). Temperatur yang tinggi mungkin

dihasilkan dari gaya gesek abrasif, beberapa kekerasan juga sangat

diperlukan.

Intan, baik alam dan sintetis (buatan), dimanfaatkan sebagai abrasif,

mereka relatif mahal. Biasanya abrasif keramik termasuk silikon karbida,

tungsten karbida (WC), aluminium oksida (atau korundum) dan pasir silika.

Abrasif digunakan dalam beberapa bentuk pengikat untuk roda penggiling,

seperti abrasif berlapis, dan seperti butiran lepas. Partikel abrasif pengikat

untuk roda artinya sebagai keramik kaca atau resin organik. Struktur

permukaannya terdapat beberapa porosit, mengalir terus menerus pada arus

udara atau cairan pendingin dengan lubang yang dikeliling butiran keras

yang mencegah pemanasan yang berlebih. Gambar 13.3 menunjukkan

mikrostruktur pada abrasif yang terikat, menyatakan butir abrasif, fase

pengikat, dan lubang.

Gambar 13.3 fotomikrograf pada oksida aluminium yang mengikat abrasif

keramik. Daerah yang bercahaya adalah butir abrasive Al2O3,

daerah abu-abu dan gelap adalah fase terikat dan

porositas. (Kingery et al., 1976)

Abrasif berlapis dalam bubuk abrasif adalah melapisi beberapa jenis kertas

atau material kain, amplas adalah contoh yang lebih dikenal. Kayu, logam,

keramik, dan plastik semuanya lebih sering digling dan dihaluskan

menggunakan bentuk abrasif ini. Menggiling, memukul-mukul dan

menghaluskan roda seringnya menggunakan butiran lepas abrasif yang

dibawa dalam beberapa jenis minyak, atau air pada kendaraan. Intan,

kurundum, silkon karbida, dan oksida besi digunakan dalam bentuk butiran

dengan variasi pada range ukuran butir.

13.7 Semen

Beberapa material keramik yang terkenal diklasifikasikan dalam semen

inorganik: semen, plester paris, dan kapur, yang dihasilkan dalam jumlah

yang sangat besar. Karakteristik istimewa dari material ini adalah ketika

dicampur dengan air, mereka berbentuk lem/ perekat, sesudah itu tetap dan

mengeras. Sifat ini adalah khusus digunakan dalam struktur padatan dan

kaku yang hanya mempunyai beberapa bentuk yang mungkin untuk

dibentuk secara cepat. Beberapa material yang bertindak seperti fase

terikat , kumpulan partikulat ikatan kimia ke dalam struktur kohesif

tunggal. Di bawah keadaan ini, peran semsn adalah sama untuk fase terikat

seperti kaca yang terbentuk ketika dihasilkan tanah liat/ lempung dan

beberapa batu bata yang keras. Satu perbedaan terpenting, bagaimanapun

ikatan semen dibentuk pada temperatur ruang.

Dalam kelompok material ini, semsn biru ( Portland) adalah dikonsumsi

dalam tonasi yang besar. Dihasilkan oleh penggilingan dan campuran

tanah liat dan mengandung mineral kapur dalam perbandingan yang tepat,

dan pemanasan campuran pada suhu 1400°C (2550°F) dalam alat

pembakaran yang berputar, proses ini disebut dengan kalsinasi ,

menghasilkan perubahan secara fisik dan kimia dalam material yang kasar.

“ kerak besi/arang” yang dihasilkan adalah kemudian digiling ke dalam

bubuk yang sangat baik untuk ditambahkan sejumlah kecil gypsum (CaSO4-

2H2O) untuk memperlambat proses pengaturan. Hasilnya ini adalah semsn

Portland. Sifat semsn Portland termasuk pengaturan waktu dan kekuatan

akhir utnuk tingkat yang besar bergantung pada komposisi.

Beberapa unsur yang berbeda ditemukan pada semsn Portland, utamanya

trikalsium silika ( 3CaO-SiO2) dan dikalsium silica (2CaO-SiO2). Mengatur

dan mengeraskan dari hasil material ini relatif rumit, reaksi hidrasi

terjadi antara variasi unsur semen dan air yang ditambahkan. Untuk

contoh, reaksi hidrasi yang menyertakan dikalsium silica adalah sebagai

berikut :

2CaO−SiO2+x H2O=2CaO−SiO2−x H2O

x adalah variabel dan bergantung pada banyaknya air yang tersedia. Hasil

hidrasi adalah dalam bentuk gel kompleks atau bahan kristalin dalam

bentuk ikatan semen. Reaksi hidrasi dimulai hanya segera setelah air

ditambahkan pada semen. Pertama menyatakan sebagai pengaturan ( seperti

mengeras pada perekat plastik), yang diletakkan setelah pencampuran,

biasanya bebarapa jam. Pengerasan pada massa mengikuti seperti hasil pada

hidrasi selanjutnya, prosesnya relatif lambat dan mungkin secara terus

menerus sepanjang beberapa tahun. Proses pengerasan semen adalah tidak

dikeringkan tetapi cukup di hidrasi yang mengikutsertakan air yang

sebenarnya dalam reaksi ikatan kimia.

Semen Portland adalah istilah semsn hirdaulik karena kekerasannya

dihasilakan oleh reaksi kimia dengan air. Penggunaan utama dalam mortar

dan beton untuk pengikat ke dalam massa kohesif, kumpulan partikel inert

(pasir dan atau kerikil) dengan mempertimbangkan campuran material

(lihat section 16.2). Material semen lainya seperti kapur, adalah non

hidraulik , senyawa lainnya daripada air (CO2) terlibat dalam reaksi

pengerasan.