MAKALAH BAHAN KONSTRUKSI KIMIAGELAS DAN KACA

Disusun oleh :Kelompok: 5Nama: Nini Nadila(061330400326)Optimisma Situngkir(061330400330)Siti Rahmayanti (061330400333)Dosen Pengampuh: Dr. Ir. Rusdianasari, M.SiNIP 196711191993032003PROGRAM STUDI D(III) TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG2015

KATA PENGANTAR

Terima kasih segala puji bagi Tuhan YME yang telah memberikan anugerah dan kemudahan penulis utuk menyelesaikan makalah ini dengan maksimal. Makalah ini berjudul Gelas dan Kaca yang merupakan tugas mata kuliah Bahan Konstruksi Kimia. Penulis menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan masih terdapat kesalahan di dalamnya. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun akan penulis terima demi penyempurnaannya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat dan diaplikasikan bagi penulis secara khusus dan pembaca secara umum.

Palembang, 16 Maret 2015

Penulis

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR iDAFTAR ISI iiBAB I PENDAHULUAN 11.1 Latar belakang 11.2 Rumusan Masalah 31.3 Tujuan 31.4 Manfaat 3BAB II DASAR TEORI 5BAB III PEMBAHASAN 7a. Gelas 7b. Kaca 19BAB IV APLIKASI PADA INDUSTRI 40BAB V PENUTUP 41DAFTAR PUSTAKA 4

ii

BAB IPENDAHULUAN1.5 Latar belakangDari segi fisika kaca adalah zat cair lewat dingin yang tegar dan tidak mempunyai titik cair tertentu serta mempunyai viskositas cukup tinggi sehingga tidak megalami kristalisasi. Di pihak lain dari segi kimia, kaca adalah gabungan berbagai oksida anorganik yang tak mudah menguap, yang di hasilkan dari dekomposisisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta bbagian penyusun lainnya sehingga menghasilkan produk yang mengahasilkan struktur atom yang acak. Kaca adalah pruduk yang mengalami vitrifikasi sempurna, atau setidak-tidaknya produk yang mengandung amat sedikit bahan nonvitreo dalam keadaan suspensi.Kaca banyak sekali di gunakan dalam sifat-fatnya yang khas, yaitu transparan, tahan terhadap serangan kimia, efektif sebagai isolator listrik, dan mampu menahan vacum. Tetapi kaca adalah bahan yang rapuh dan secara khas mempunyai kekuatan kompresi lebih tinggi dari kekuatan tariknya. Dewasa ini ada sekitar 800 macam kaca yang di hasilkan ada yang dengan keunggulan pada satu sifat tertentu, dan ada pula yang lebih mementingkan keseimbangan pada seperangkat sifat tertentu.Sebagaimana halnya dengan bahan-bahan yang sangat banyak di gunakan dalam peradaban modern, riwayat penemuan kaca tidaklah jelas sama sekali. Salah satu rujukan yang paling tua mengenai bahan ini di buat oleh pliny, yang menceritakan bagaimana pedagang-pedagang Phonesia purba menemukan kaca tatkala memasak makanan. Periuk yang di gunakannya secar tidak sengaja di letakan di atas massa trona di suatu pantai, penyatuan yang terjadi antara pasir dan alkali menarik perhatian dan orang kemudian berusaha menirunya.

1Kaca atau gelas adalah salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan kita sehari-hari. Akan tetapi masyarakat luas banyak yang belum mengerti tentang senyawa unik ini. Kaca atau gelas apabila dipandang dari segi fisika merupakan zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silika tidak sempat menyusun diri secara teratur. Kaca memiliki sifat-sifat yang khas dibanding dengan golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO2) dan proses pembentukannya.Sejak tahun 6000 atau 5000 sebelum Masehi, orang Mesir telah membuat permata tiruan dari kaca dengan ketrampilan yang halus dan keindahan yang mengesankan. Kaca jendela sudah mulai disebut-sebut sejak tahun 290. Silinder kaca jendela tiup ditemukan oleh para pendeta pada abad ke-12. Dalam abad tengah, Venesia memegang monopoli sebagai pusat industi kaca. Di Jerman dan Inggris, kaca baru mulai dibuat pada abad ke-16. Secara keseluruhan sebelum tahun 1900, industri ini merupakan seni yang dilengkapi oleh rumus-rumus rahasia yang dijaga ketat. Proses pembuatannyapun bersifat empiris dan hanya berdasarkan pada pengalaman. Kaca atau gelas merupakan materi bening dan transparan (tembus pandang) yang biasanya di hasilkan dari campuran silikon atau bahan silikon dioksida (SiO2), yang secara kimia sama dengan kuarsa. dari segi fisika kaca dipandang sebagai zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silika tidak sempat menyusun diri secara teratur. Pada tahun 1914, di Belgia di kembangkan proses fourcault yang menarik kaca plat secara kontinyu. Selama 50 tahun berikutnya, para insinyur dan ilmuwan telah berhasil berbagai modifikasi terhadap proses penarikan kaca dengan tujuan untuk memperkecil distorsi optik kaca lembaran (kaca jendela) dan menurunkan biaya pembuatan kaca lembaran gosok dan poles.Bermacam-macam mesin otomatis di ciptakan pula untuk mempercepat produksi botol, bola lampu dan sebagainya. Akibatnya, industri kaca dewasa ini telah tumbuh menjadi suatu industri yang sangat terspesialisasi.

2Gelas adalah benda yang transparan, lumayan kuat, biasanya tidak bereaksi dengan barang kimia, dan tidak aktif secara biologi yang bisa dibentuk dengan permukaan yang sangat halus dan kedap air. Kaca adalah amorf (non kristalin) material padat yang bening dan transparan (tembus pandang), biasanya rapuhGelas dan kaca kini merupakan bahan yang telah umum dan banyak dipakai, baik untuk keperluan rumah tangga, dalam konstruksi bangunan atau sebaggai alat teknik. Ada berbagai macam gelas atau kaca, yang terutama dibedakan atas dasar susunan kimianya, sedang jumlah yang terbesar yang dibuat adalah gelas kapur soda. Kaca atau gelas apabila dipandang dari segi fisika merupakan zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silika tidak sempat menyusun diri secara teratur. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap , yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya.. 1.6 Rumusan Masalaha. Apa pengertian dari gelas dan kaca ?b. Apa saja sifat-sifat dari gelas dan kaca ? c. Apa komposisi penyusun dari gelas dan kaca ? d. Bagaimana proses pembuatan gelas dan kaca ?e. Apa saja aplikasi industri dari gelas dan kaca ?

1.7 Tujuana. Mengetahui pengertian gelas dan kaca.b. Mengetahui sifat-sifat dari gelas dan kaca.c. Mengetahui komposisi penyusun dari gelas dan kaca. d. Mengetahui proses pembuatan gelas dan kaca.e. Mengetahui aplikasi industri dari gelas dan kaca.

1.8 Manfaat

3Makalah ini dibuat dengan harapan dapat memberikan manfaat bagi berbagai pihak yang membacanya, khususnya :a) Penulis, penulis mendapatkan banyak pengetahuan selama proses pembuatan makalah ini dan diharapkan penulis dapat membuat makalah yang lebih baik lagi di waktu yang akan datang.b) Mahasiswa, mahasiswa diharapkan dapat mendapatkan banyak pengetahuan dari makalah ini sehingga bisa memahami maksud dari materi yang di sampaikan.c) Dosen, dosen diharapkan dapat lebih sabar, ulet, serta disiplin dalam membimbing mahasiswanya, karena dosen sangat berperan dalam proses pembelajaran mengenai materi ini sehingga tidak adanya kekeliruan dan penyampaian dan pembuatan makalah ini.

4

BAB IIDASAR TEORIKaca atau gelas adalah salah satu alat rumah tangga yang bahan utama penyusunnya adalahSiO2dengan suhu pelelehan 2000 C. Kaca atau gelas merupakan bahan pejal sekata, biasanya terbentuk apabila bahan cair tidak berkristal disejukkan dengan cepat, dengan itu tidak memberikan cukup masa untuk jaringan kekisi kristal biasa terbentuk. Kaca atau gelas termasuk kelompok vitroida atau termogel, yang merupakan senyawa kimia dengan susunan yang kompleks. Senyawa tersebut diperoleh dengan membekukan lelehan yang lewat dingin. Kaca atau gelas ialah produk yang amorf dan bening dengan kekerasan dan elastisitas yang cukup, tetapi sangat rapuh. Kaca atau gelas apabila dipandang dari segi fisika merupakan zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silika tidak sempat menyusun diri secara teratur. Dari segi kimia, kaca atau adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap , yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya.

5Kaca atau gelas biasanya dicampur dengan bahan lain untuk mengubah cirinya. Misalnya seperti kaca atau gelas bertimah hitam yang menyebabkan kaca atau gelas menjadi lebih berkilauan, hal ini karena adanya peningkatanindex pantulannya, sementaraboronditambahkan untuk mengubah ciri termal dan elektriknya, sepertiPyrex. Penambahanbariumjuga dapat meningkatkan indeks pantulannya, danseriumditambahkan untuk kaca atau gelas yang menyerap tenaga infra. Logam oksida juga ditambahkan untuk memberikan warna pada kaca atau gelas. Peningkatan soda atau potash dapat menurunkan titik lebur, sementaramanganditambahkan untuk menghilangkan warna yang tidak dikehendaki. Kaca atau gelas berwarna diperoleh dengan menambahkan sedikit oksida logam peralihan. Misalnya, oksida mangan akan menghasilkan warna ungu, oksida kuprum dan kromium memberikan warna hijau, dan oksida kolbalt memberikan warna biru.Sifat- Sifat kaca atau gelas: Kaca atau gelas memiliki sifat-sifat yang sangat khas bila disbanding dengan keramik.Kehasan sifat kaca ini disebabkan oleh keunikan silika (SiO2) dan proses pembentukannya.Beberapa sifat kaca atau gelas yang sangat umum adalah sebagai berikut : Gelas merupakan bahan yang dapat ditembus oleh cahaya tampak dan sinar infra merah Padatan amorf (short range order). Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair. Tidak memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu) Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012Pa.s) Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecualihidrogenfluorida. Karena itulah kaca banyak dipakai untuk peralatan laboratorium. Efektif sebagai isolator. Mampu menahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.

6

BAB IIIPEMBAHASANA. Gelas1. Bahan Baku Pembuatan Gelasa. SiO2Merupakan bahan pokok pembuatan gelas dan diperoleh dari kwarsa. Bila dipanasi pada suhu tinggi maka akan melebur, dan membentuk cairan yang bening. Dengan penggunaan silica ini, pengembangan gelas akibat perubahan suhu akan kecil.

b. Na2ODidapat dari soda ash atau natrium karbonat. Penambahan natrium karbonat kepada komposisi gelas akan menurunkan suhu peleburan oksida dan akan memperbesar pemuaian kerana suhu, sebaliknya dengan sifat dari Si2O oksida ini akan mempertinggi daya tahan terhadap kejutan suhu terhadap kejutan suhu tetapi menurunkan akan sifat ketahan dari gelas.

c. CaO atau MgODidapat dari batu kapur atau batu dolomite. Dengan penambahan oksida ini, dipakai sebagai penurunan suhu lebur ( flux ) serta mempertinggi ketahanan gelas.

d. B2O3Dipakai untum membuat gelas yang kecil pemuaiannya dan gelas boro silikat.Didapat dari borax (Na2B4O7.10H2O)

e. 7Al2O3Didapat dari feldspar atau nephelin syenit. Dengan dicampurkannya oksida ini, akan menaikkan suh lebur dan viskositas dari massa gelas, serta memperbaiki sifat tahan lama.

f. PbOJika dicampur dengan silica akan membentuk gelas flint yang banyak dipakai untuk pembuatan gelas alat rumah tangga bermutu tunggi.

2. Cara Pembuatan GelasSecara skematis proses pembuatan kaca atau gelas dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 3.1 Skema Pembuatan Gelas

2.1 Persiapan bahan baku (batching) Pada tahap ini dilakukan penggilingan, pengayakan bahan baku serta pemisahan dari pengotor-pengotornya. Serbuk bahan baku ditimbang sesuai komposisi, termasuk bahan-bahan aditif lain yang diperlukan seperti zat pewarna atau zat-zat sesuai dengan produk kaca yang dikendaki. Pengadukan campuran bahan baku dalam suatu mixer dilakukan agar campuran menjadi homogen sebelum dicairkan.

8Komposisi dari bahan-bahan penyusunnya adalah sebagai berikut :Tabel 3.1 Komposisi Bahan Penyusun Kaca

BahanKomposisi (%)

Pasir Silika72,6

Natrium Karbonat13,0

Kalsium Karbonat8,4

Dolomit4,0

Alumina1,0

Lain-Lain1,0

2.2 Pencairan (melting/fusing) Bahan baku yang sudah homogen, diayak dahulu sebelum dimasukkan ke dalam tungku (furnace) bersuhu sekitar 1500 0C sehingga campuran akan mencair. Selama proses pencairan, masing-masing bahan baku akan saling berinteraksi membentuk reaksi-reaksi kimia berikut : Reaksi-reaksi penguraian :Na2SO3 Na2O + CO2 .. (1) CaCO3 CaO + CO2 .. (2) Na2SO4 Na2O + SO2 .. (3) MgCO3.CaCO3 MgO + CaO + 2CO2 .. (4) Reaksi antara SiO2 dengan Na2CO3 pada suhu 630 780o C Na2CO3 +aSiO2 Na2O.aSiO2 + CO2 .. (5) Reaksi antara SiO2 dengan CaCO3 pada suhu 600o C CaCO3 +bSiO2 CaO.bSiO2 + CO2 .. (6) Reaksi antara CaCO3 dengan Na2CO3 pada suhu di bawah 600o C CaCO3 + Na2CO3 Na2Ca(CO3)2 .. (7) Reaksi antara Na2SO4 dengan SiO2 pada suhu 884o C Na2SO4 + nSiO2 NaO.nSiO2 + SO2 + 0.5O2 .. (8) Reaksi utama aSiO2 + bNa2O + cCaO + dMgO aSiO2.bNa2O.cCaO.dMgO .. (9)

92.3 Leburan kaca Tungku sebagai tempat mencairkan campuran bahan baku kaca, terbagi menjadi 3 jenis, yaitu :

Pot furnace, biasanya dipakai untuk menghasilkan kaca-kaca khusus (special glass) seperti kaca seni, kaca optik dengan skala produksi yang kecil sekitar 2 ton atau lebih rendah. Pot terbuat dari bata silica-alumina (lempung) khusus atau platina. Tank furnace, digunakan pada industri gelas skala besar dan terbuat dari bata refraktori (bata tahan panas). Furnace ini mampu menampung sekitar 1350 ton cairan gelas yang membentuk kolam di jantung furnace.

Regenerative furnace. Pembentukan (forming/shaping) Bahan kaca yang berbentuk cair lalu dialirkan ke dalam alat-alat yang berfungsi untuk membentuk kaca padat sesuai yang diinginkan. Ada beberapa jenis proses pembentukkan kaca, di antaranya adalah : a. Proses FourcaultBahan cair dialirkan secara vertikal ke atas melalui sebuah bagian yang dinamakan "debiteuse". Bagian ini terapung di permukaan kaca cair dengan celah sesuai dengan ketebalan kaca yang diinginkan. Di atas debiteuse terdapat bagian sirkulasi air pendingin yang akan mendinginkan kaca hingga 650 670oC. Pada suhu tersebut kaca berubah menjadi pelat padat dan akan bergerak dengan didukung oleh roda pemutar (roller) yang menarik kaca tersebut ke atas.

b. Proses Colburn (Libbey-Owens)Jika prosesFourcault , gerakan kaca berlangsung secara vertikal, maka pada prosesColburn kaca akan bergerak secara vertical kemudian diikuti gerakan horizontal setelah melewati roda-roda penjepit yang membentuk leburan gelas menjadi lembaran-lembaran.

10c. Proses Pilkington (float process)Bahan cair dialirkan ke dalam sebuah kolam berisi cairan timah (Sn) panas. Kecepatan aliran bahan cair ini merupakan pengatur tebal tipisnya kaca lembaran yang akan diproses. Kaca akan mengapung di atas cairan timah karena perbedaan densitas di antara keduanya. Kaca ini tetap berupa cairan dengan pasokan panas yang berasal dari pembakar di bagian atas kolam. Pengendalian temperatur di dalam kolam dilakukan agar kaca tetap rata di kedua sisinya serta pararel. Bahan yang biaanya digunakan untuk keperluan ini adalah gas nitrogen murni. Selanjutnya, aliran kaca melewati daerah pendinginan (masih di dalam kolam) dan keluar dalam bentuk kaca lembaran bersuhu 600oC.

Gambar 3.2 Proses a c di atas dikenal dengan proses mekanik

d. Proses tiup (blow), Proses ini digunakan untuk membuat botol kaca, gelas kemasan, atau aneka bentuk kaca seni lainnya.

2.4 Annealing Fungsi tahapan ini adalah untuk mencegah timbulnya tegangan-tegangan antar molekul pada kaca yang tidak merata sehingga dapat menimbulkan kepecahan. Proses annealing kaca terdiri dari 2 aktivitas, yaitu : 1. 11Menahan kaca dengan waktu yang cukup di atas temperatur kritik tertentu untuk menurunkan regangan internal, dan 2. Mendinginkan kaca sampai temperatur ruang secara perlahan-lahan untuk menahan regangan sampai titik maksimumnya. Proses ini berlangsung di dalam "annealing lehr". Untuk jenis kaca lembaran, annealing lehr ini dilewati oleh kaca-kaca yang bergerak di atas roda berjalan.

2.5 Finishing dan pengendalian kualitas (Quality Control) Beberapa proses penyelesaian akhir pada industri gelas adalah cleaning and polishing, cutting, enameling, dan grading.

2. Produk-produk Gelasa. Gelas kapur sodaGelas kapur yang terutama dibuat dari campuran silica, soda dan kapur. Salah satunya daru perbandingan campuran gelas tersebut diantaranya :1 molekul Na2O dalam % berat = 13%1 molekul CaO atau MgO dalam % berat = 12%6 molekul SiO2 dalam % berat = 75%Jenis gelas yang paling banyak dipakai, dalam bentuk alat makan dan minum, kaca lembaran, pipa, bola lampu , dll

Gambar 3.3 Kaca lembaran

b. Gelas Cair

12Kita kenal dengan nama waterglass, terbuat dari hasil leburan silica dengn soda abu, yang hasilnya berupa gelas cair yang mudah larut dalam air.

Gambar 3.4 Gelas Cair

c. Gelas SilikaGelas ini disebut pula gelas Vitreous, terbuat dari pelebiran kuarsa murni. Kadang-kadang dicampur sedikit feldspar. Gelas ini dapat ditembus oleh sinar ultraviolet ungu, sedangkan gelas kapur soda membiaskan sinar ultraviolet.

Gambar 3.5 Gelas Silika

d. Gelas BorDisebut juga borosilicate glass yang tahan suhu dan pemuaiannya kecil. Pemakaiannya terutama untuk pembuatan benda gelas untuk keperluan teknik, alat laboratorium atau alat rumah tangga yang bermutu tinggi, yang dapat dipakai untuk memasak. Gelas ini tahan suhu kejut. Jena atau pirex glass, untu alat laboratorium adalah jenis borosilicate glass

13Gambar 3.6 Pirex glass

e. Gelas Timbal atau Lead GlassGelas ini memiliki pemuaian kecil, biasanya digunakan untuk pembuatan gelas-gelas plastik.

Gambar 3.7 Gelas plastic

f. Gelas Opal / Gelas SusuGelas yang tidak cerah, dimana dalam pembuatannya dicampur dengan oksida sebagai bahan tambahan untuk tidak menjadi cerah. Salah satu oksidanya adalah tepung Sn

Gambar 3.8 Gelas opal

g. Gelas TranslucentDi pasaran kita kenal sebagai gelas es, dimana massa gelas sebenarnya cerah/transparan, tetapi karena di satu sisi diberi garis berbentuk gambaran macam-macam, maka cahaya yang seharusnya tembus tadi dibelokkan sehingga gelasnya buram.

14Gambar 3.9 Gelas translucenth. Gelas EtsGelas ini pada salah satu permukannya dibuat lukisan, sehingga terjadi lukisan yang tersembul, kemudian sebagian dari lukisan ini diberi cat/diwarnai. Biasanya lukisan dengan cara ets ini dilakukan diatas gelas cermin. Cara membuat lukisan adalah dengan melarutkan sebagian gelas itu memakai asam Fluorid (HF) keren gelas larut dalam HF. Bagia yang tidak harus larut dapat ditutupi dengan lilin atau dammar yang tidak larut dalam HF.

3. Karaktersiktik Kimia dan Fisika. Komposisi KimiaGelas terdiri dari oksida-oksida logam dan non logam. Bahan baku pembuatan gelas adalah : Pasir silika (SiO2) Soda abu (Na2CO3) yang dengan pembakaran pada suhu tinggi akan terbentuk Na2O sehingga gelas tampak jernih Batu kapur (CaO) yang berfungsi untuk memperkuat gelas Pecahan gelas (kaca) disebut cullet (calcin), untuk memudahkan proses peleburan. Cullet kadang-kadang ditambahkan dengan persentase 15-20%. Al2O3 dan boraksida (B2O3), titanium dan zirconium untuk meningkatkan ketahanan dan kekerasan gelas. Borax oksida pada gelas boroksilikat seperti pyrex berfungsi agar gelas lebih tahan pada suhu tinggi. Na2SO4 atau As2O3 untuk menghaluskan dan menjernihkan.

4.1 Bahan Baku Pembuatan KacaWalupun terdapat ribuan macam formulasi kaca yang di kembangkan dalam 30 tahun terakhir namum perlu di catat bahwa pasir kaca, gamping, silika, dan soda masih merupakan bahan baku dari 90 persen dari seluruh kaca yang di produksi di dunia.

151.PasirPasir yang di gunakan haruslah kuarsa yang hampir murni, oleh karena itu, lokasi pabrik kaca biasanya di tentukan oleh lokasi endapan pasir kaca,kandungan besinya tidak boleh melebihi 0,45 % untuk barang gelas pecah belah atau 0,015 % untuk kaca optik, sebab kandungan besi ini bersifat merusak warna kaca pada umumnya.

2.Soda (Na2O)Soda terutam di dapat soda abu padat Na2 CO3. sunber lainnya adalah bikarbonat, kerak garam, dan natrium nitrat.yang tersebut terakhir ini sangat berguna untuk mengoksidasi besi dan unutk mempercepat pencairan.

3.Kaca Soda Gamping (soda lime glass)Merupakan 95 % dari semua kaca yang di hasilkan. Kaca ini di gunkan untuk membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendelamobil, atau lain-lain, gelas atau barang pecah belah.

4.2Bahan TambahanSebagai fluks dari silika, di pakai soda abu, kerak garam, batu gamping dan gamping. Di samping itu, banyak pula di pakai oksida timbal, abu mutiara (kalsium karbonat), salpeter, boraks, asam borat, asam trioksida, feldspar, dan fluorspar bersam berbagai oksida, karbonat serta garam-garam logam lain untuk membuata kaca berwarna.Dalam operasi penyelesaian, banyak pula di pakai berbagai produk lain seperti abrasif dan asam fluorida.

a)Feldspar

16Mempunyai rumus umum P2O.Al2O3 6SiO2.feldspsr mempunyai banyak keunggulan di banding produk lain, karena murah, murni dan dapat di lebur dan seluruhnya terdiri dari oksidasi pembentuk kaca

b)BoraxBorax adalah perawis tambahan yang menambahkan Na2O dan boron oksida kepada kaca. Walaupun jarang di pakai dalam kaca jendela atau kaca lembaran, boraks sekarang banyak di gunkan di dalam berbagai jenis kaca pengemas.

c)Kerak Garam ( salt cake )Sudah lama digunakan dalm perawis tambahan pada pembuatan kaca, demikian pula beberapa sulfat lain amonium sulfat dan barium sulfat, dan sering di tentukan pada. Kerak garam ini di perkirakan dapat membersihkan buih yang mengganggu pada tanur tangki. Sulfat ini harus di pakai bersama karbon agar tereduksi menjadi sulfit.

d)Arsen Trioksida Dapat pula di tambahkan untuk menghilangkan gelombang-gelombang dalam kaca.

e)NitratBaik dari natrium maupun kalium di gunkan untuk mengoksidasi besi sehingga tidak terlalu kelihatan pada kaca produk.

f)Kalium NitratDigunakan pada berbagai jenis kaca meja, kaca dekorasi dan kaca optik.

g)Kulet (Cullet)

17Adalah kaca hancuran yang di kumpulkan dari barang-barang rusak, pecahan kaca beling dan berbagai kaca limbah. Bahan ini dapat di pakai 10% atau bahkan sampai 80% dari muatan bhan baku.h)Blok RefraktoriZirkon, alumina, mulit, mulit alumina sinter dan zirkonia alumina elektrokast banyak di gunakan sebagai refraktor pada tanki kaca.

Senyawa-senyawa kimia ini dapat dibagi menjadi 3 bagian besar, yaitu:1. Bahan pembentuk gelas (glass former) yang mempunyai sifat membentuk gelas.2. Bahan antara (Intermediate) yang mempunyai sifat pembentuk gelas, tetapi tidak mutlak.3. Bahan pelengkap (modifier) yang tidak mempunyai sifat membentuk gelas.

Berdasarkan jumlahnya, maka bahan dasar pembentuk gelas dapat dibedakan menjadi :a. Major material (berjumlah besar), yaitu pasir silika, soda abu, batu kapur, feldspar dan pecahan gelas (cullet).b. Minor material (berjumlah kecil), yaitu natrium sulfat, natrium bikroma, selenium dan arang.

Pasir silika tanpa bahan lain dapat dibuat menjadi wadah gelas tapi tidak praktis karena untuk peleburannya diperlukan suhu 1760-1870oC. Penambahan soda abu akan menurunkan suhu peleburan pada keadaan yang mudah dipraktekkan yaitu 1426-1538oC, sehingga soda abu disebut juga FLUXING AGENT. Untuk membuat agar kemasan gelas bersifat inert dan netral maka gelas dicelupkan dalam larutan asam. Untuk melindungi permukaan kemasan gelas maka diberi laminasi silikon polietilen glikol atau polietilen stearat.

18Sifat gelas yang stabil menyebabkan gelas dapat disimpan dalam jangka waktu panjang tanpa kerusakan, namun kadang-kadang jika kondisi gudang kurang baik maka dapat merusak label dan sumbat. Wadah gelas inert dalam penggunaan bahan yang mengandung asam kuat atau alkali, tetapi dengan air dapat terjadi pengikisan komponen tertentu. Misalnya : Air destilata (aquadest) dalam wadah gelas flint akan mengikis 10-15 ppm NaOH selama 1 tahun. Penambahan boron 6% dalam gelas borosilikat mengurangi pengikisan hingga 0.5 ppm selama 1 tahun.Gelas yang disimpan pada kondisi dimana suhu dan RH berfluktuasi maka terjadi kondensasi air dari udara sehingga garam-garam dapat terlarut keluar gelas, peristiwa ini disebut blooming.

b. Warna Gelas

Warna gelas dapat diatur dengan menambahkan sejumlah kecil oksida-oksida logam seperti Cr, Co dan Fe. Sifat semi opaq diberikan dengan penambahan florin. Penambahan senyawa-senyawa tersebut dilakukan pada proses pembuatan wadah gelas.

B. Kaca1. Bahan Baku Pembuatan Kacaa. PasirPasir yang digunakan untuk membuat kaca adalah paasir kuarsa yang hampir murni. Oleh karena itu, lokasi pabrik kaca biasanya ditentukan oleh lokasi endapan pasir kaca. Kandungan besinya tidak boleh melebihi 0.45% untuk barang gelas pecah belah atau 0.015% untuk kaca optic, sebeb kandungan besi ini bersifat merusak warna kaca pada umumnya.

b. Soda (Na2O)

19Bahan ini bersumber dari soda abu padat (Na2CO3). Sumber lainnya adalah bikarbonat, keraak garam, dan natrium nitrat. Yang tersebut terakhir ini saangat berguna untuk mengoksidasi besi dan untuk mempercepat pencairan. Sumber gamping (CaO) yang terpenting adalah batu gamping dan gamping baker daari dolmit (CaCO3.MgCO3) yang tersebut terakhir ini memberikan MgO pada campuran.

c. FeldsparMempunyai rumus umum R2O.Al2O3.6SiO2 dimana R2O dapat berupa Na2O atau K2O atau campuran keduanya. Sebagai sumber Al2O3 sendiri digunakan hanya bila biaya tidak merupakan masalah. Feldspar juga merupakan sumber Na2O atau K2O dan SiO2. Kaandungan aluminiumnya dapat menurunkan titik cair kaca dan memperlambat terjadinya defitrifikasi.

d. BoraksMerupakan perawis tambahan yang menambahkan Na2O dan baron oksida kepada kaca. Walaupun jarang dipakai didalam kaca jendela atau lembaran, boraks sekarang banyak digunakan di dalam jenis kaca pengemas. Ada pula kaca boraks berindeks tinggi yang mempunyai nilai disperse lebih rendah dan indeks refraksi lebih tinggi dari semua kaca yang telah dikenal. Kaca ini banyak digunakan sebagai kaca optic. Disamping daya fluksnya yang kuat, boraks tidak saja bersifat menurunkan koefisien ekspansi tetapi juga meningkatkan ketahanan terhadap aksi kimia. Asam borat digunakan dalam tumpak yang memerlukan hanya sedikit alkali. Harganya dua kali dari boraks.

e. Kerak GaramBahan ini telah lama digunakan sebagai perawis tambahan pada pembuatan kaca. Demikian juga beberapa sulfat lain seperti ammonium sulfat dan barium sulfat dan sering ditentukan pada segala jenis kaca. Kerak garam ini diperkirakan dapat membersihkan buih yang mengganggu pada tanur tangki. Sulfat ini harus dipakai bersama karbon agartereduksi menjadi sulfite.

f. Arsen TrioksidaDitambahkan untuk menghilangkan gelombang-gelombnag kaca.

g. Nitrat

20Baik yang berasal dari natrium maupun lakium digunakan untuk mengoksidasi besi sehingga tidak terlalu kelihatan pada kaca produk. Kalium nitrat atau karbonat digunakan pada berbagai jenis kaca meja, keca dekorasi, dan kaca optic.

h. Kulet ( cullet )Merupakan kaca hancuran yang dikumpulkan dari barang-barang rusak, pecahan beling dari berbagai kaca limbah. Bahan ini dapat dipakai 10% atau bahkan sampai 80% dari muatan bahan baku.

2. Jenis-Jenis Pembentuk KacaBerikut ini akan di bahas jenis-jenis mesin pembentuk kaca yang umum yaitu kaca jendela, kaca plat, kaca apung, botol, bola lampu, dan tabung.

1. Kaca JendelaPada proses fourcault, ruang penarikan di isi penuh dengan kaca dari tanki peleburan. Kaca itu di tarik secara vertikal dari tanur melalui dibitense denagn suatu mesin penarik. Dibitense itu terdiri dari sampan refraktonsi yang mempunyai celah di tengahnya. Kaca mengalir melalui celah ini, pada waktu sampan setengah terbenam, kaca mengalir ke atas secara kontinyu. Penarikan kaca di mulai dengan menurunkan pemancing dari logam ke gelas itu di melalui celah, pada waktu bersamaan denagn di turunkannya dibitense, sehingga kaca mulai mengalir. Kaca itu di tarik ke atas secara kontinyu dalm bentuk pita secepat itu dia mengalir melalui celah, dan permukaannya di dinginkan denagn gulungan air di dekat itu pita kaca yang masih bergerak ke atas dan di topang oleh rol-rol, di lewatkan melalui cerobong penyangai atau lehr yang panjangnya 7,5 m. Pada waktu keluar dari lehr, kaca itu di potong-potong menjadi lembaran menurut ukuran yang di kehendaki dan di kirim ke bagian penggolongan dan pemotongan.

21PPG industri es mengoperasikan proses fourcault yang di modifikasi dan menghasilkan kaca pennvernon. Lembaran-lembaran kaca sebesar 3 m denagn ketebalan sampai 0,55 cm. Pada proses ini dibitense apung di ganti dengan batangan tarik yang terbenam, yang mengendalikan dan mengarahkan lembran itu. Setelah di tarik ke atas sepanjang 8 m, dimana sebagian besarnya ada di dalm lehr penyangai, kaca itu di potong untuk ketebalan di atas kekuatan tunggal atau rangkap dua, dilakukan penyangaian kedua di dalam lehr horizontal standar 36 m.

2. Kaca PlatBahan baru di tumpahkan ke satu ujung tanur, dan kaca cair pada suhu cair pada suhu sampai setinggi 15950C, kemudian di lewatkan melalui zone pemurnian dan keluar melalui ujung yang satu lagi dalam bentuk aliran yang tak putus-putus. Dari keluaran refraktori yang lebar itu, kaca cair dilewatkan melalui dua rol pembentuk yang didinginkan dengan air, sehingga mengambil konfigurasi pita plastik. Pita kaca itu di tarik di atas sederetan rol yang lebih kecil, yang juga didinginkan dengan air dengan kecepatan permukaan sedikit lebih tinggi dari rol pembentuk. Efek peregangan yang di akibatkan oleh perbedaan kecepatan dan pencairan kaca pada waktu mendingin menyebabkan pita itu menjadi lebih tipis pada waktu memasuki lehr. Setealh mengalami penyangaian, pita itu di potong-potong menjadi lembaran yang kemudian di gerinda dan di poles. Atau, boleh pula pita itu bergerak terus secara otomatis sepanjang 50 sampai 100 m, melalui operasi penyangaian, gerinda, poles, dan inspeksi sebelum di lewatkan ke mesin potong yang memotong-motongnya menjadi ukuran yang cocok unutk pemanasan. Operasi gerinda dan poles membuang kira-kira 0,8 mm, kaca dari masing-masing permukaan.

3. Kaca Apung

22Kaca apung di kembangkan oleh pilkington brothers di inggris. Perkembangan ini merupakan suatu perbaikan fundamental dalam pembutan kaca plat berkualitas tinggi. Proses apung mrnggunakan sistem peleburan tanur tangki dimana bahna baku di umpankan pada satu ujung tanur dan kaca cair di lewatakan melalui zone pemurnian dan masuk ke kanal sempit yang menghubungkan tanur dengan penangas. Laju aliran di kendalikan secarra presisis dengan cara menaikan dan menurunkan pintu yang membentang kanal itu secara otomatis, kaca cair lalu lewat ke dalam kolam timah cair, di atas permikaaan tiamah itu, dalam atmosfir yang tak mengoksidasi, dan di bwah kondisis suhu yang di kontrol dengan ketat. Pemanasan terkendali itu di menyebabkan cairnya semua ketakrataan sehingga menghasilkan kaca yang kedua sisinya rata dan sejajar.

4. Kaca Berkawat Dan BerpolaKaca cair di alirkan darim bibir tanur dan lewat diantra rol-rol logam yang sudah mempunyai goresan pola pada permukaanya. Rol itu membetuk kaca tadi dan mencetakan pola itu dalam satu operasi saja. Karena itu menyebabkan cahaya terdisfusi sehingga tak tembus pandang. Kaca seperti ini cocok unutk pintu, ruang kantor, dan dinding kamar mandi. Kaca itu dapt pula di perkuat dengan kawat yang di pasangkan pada saat awal pembentukannya. Hal ini berguna untuk meningkatkan keselamatan, misalnya pada jendela pintu darurat.

5. Kaca TiupKebutuhan modern akan kaca tiup akhir-akhir ini mendorong pengembangan metode produksi yang lebih cepat dan lebih murah. ,esin pembuatan botol merupakan satu-satunya mesin pencetak dengan menggunkana udara untuk membuata bentuk lowong. Beberapa jenis mesin itu menghasilakan parison yaitu botol setengah jadi atau blanko botol.Salah satu di antaranya adalah : Jenis umpan sedot (section feet), yang dengan beberapa variasinya, di gunkana dalam pemnbuatan bola lampu dan gelas anggur. Jenis umpan gumbal (god feet) yang di terapka oleh para pembuat berbagai barang yang di buat denagn press (tekan) tiup atau gabungan pres dan tiup.

23Pada emsin umpan sedot, kaca yang terdapat di dalam tanki dangkal bundar yang berputar di sedot dalam cetakan. Cetakan itu kemudian diayun menjauh dari permukaan kaca, di bika dan dilepasakan sehingga tinggal parison yang di pegang pada leherny. Cetakan botol lalu naik dan mengurung parison itu dan hembusan udara tekan kemudian membuat kaca itu mengalir ke dalam cetakan. Cetakan itu di biarkan mengungkung botol yang terbentuk sampai operasi pengumpulan. Kemudian, setelah melepaskan botol itu, cetakan naik kembali mengungkung parison baru. Operasi ini seluruhnya otomatis, dan kemudian kecepatan 60 unit per menit bukanlah sesuatu hal yamg luar biasa.Pengumpan gumpal merupakan salah satu perkembangan penting dalam pembuatan barang kaca secara otomatik. Dalam operasi ini kaca cair mengalir dari tanur melalui palung yang pada ujungnya mempunyai sebuah lubang. Kaca jauth melalui lubang itu, dan di potong dengan gunting mekanik sehingga merupakan suatu gumpal dengan ukuran persis sebagaimana yang di kehendaki. Kaca itu lalu di teruskan melalui suatu corong ke cetakan parison, yang melaui operasi pembetukan botol dalm posisi terbalik. Sebuah jarum leher naik dan menempati posisinya, sementara sebuah plunyer jatuh dari atas; dan udar tekan di tiup enap (settle blow) lalu mendorong kaca menjadi bentuk-bentuk lehernya. Cetakan itu di tutup di sebelah atas ( dasar botol), jarum leher di tarik dan udar di suntikan pada tiup lawan (counter blow) melalui leher yang baru terbentuk sehingga membuat lubang lowong. Cetakan parison terbuka, parison itu di balikan sambil di pindahkan ke possisi baru, dimana botol yang setengah jadi itu sekarang berada dalam posisis tegak. Kemudian, cetakan tiup akan mengungkung parison yang di panaskann kembali untuk selang waktu yang singkat. Udara lalu di suntikan untuk memberikan tiupan akhir, dan bersamaan dengan itu menciptaka bentuk dalam dan bentuk luar pada botol itu. Cetakan tiup itu kemudian berayun meniggalkan botol, dan botol itu bergerak ke leher.Mesin otomatis peniupan botol biasanya terdiri dari dua buah meja bundar yang di kenal denagn nama meja cetak parison ( parison mold table) dan meja tiup ( blow table). Berbagi operasi yang di sebutkan di atas berlangsung pada waktu kaca itu bergerak mengelilingi meja tadi. Gerakan meja di kendalikan oleh udara tekan yang menggerakan piston bolak-balik dan berbagai operasi yang berlangsung di atas meja di ikoordinasikan dengan gerakan meja oleh mekanisme pengatur waktu motor. Piranti yang tersebut terakhir itu merupakan salh satu alt yang paling vital dan paling mahal di antara semua peralatan yang di gunakan.

6. 24Bola LampuPeniupan bola lampu yang tipis berbeda dengan pembuatan botol, karena bentuk dan ukuran bola lampu pada mulanya di tentukan oleh tiupan itu sendiri, dan bukan oleh cetakannya. Kaca cair mengalir melalui bukaan berbentuk anulus pada tanur dan turun ke bawah melalui dua rol yang didinginkan dengan air. Salah satu rol mempunyai lekkukan sehingga menyebabkan pita kaca mempunyai bagian yang menggelembung yang bertepatan dengan lubang bundar pada konveyer rantai horizontal tempat pita itu berpindah selanjutnya. Kaca itu melengkung melalui lubang itu karena beratnya sendiri. Di bawah setiap lubang itu terdapat cetakan putar, nozel udar jatuh ke permukaan pita, masing-masing sebuah di atas setiap gelembungan kaca atau lubnag konveyer. Pada waktu pita itu bergerak, nozel melepaskan suatu hembusann udara yang kemudian menyebabkan terbentuknya gelembung bola pada pita. Cetakan yang berputar itu sekarang naik dan sebuah lagi hembusan udara, yang bertekanan jauh lebih rendah dari hembusan pertama membentuk gelembung bola itu ke dalam cetakan menjadi bentuk bola lampu. Cetakan itu lalu terbuka, sebuah palu kecil memukul bola lampu itu lepas dari pita. Bola lampu jatuh ke atas sabuk yang membawanya ke rak lehr, dimana leher lampu di masukan ke dalam, diantara dua bilah vertikal yang menopangnya pada waktu disangai. Waktu total unutk ke seluruhan operasi yang di sebutkan di atas, termasuk penyangaian kira-kira 8 menit. Mesin ini ada yang mencapi kecepatan 2000 bola lampu per menit.

7. Tabung Televisi

25Tabung btelevisi yang sekarang di buat sampai sebesar 68 cm ukuran melintang, terdiri dari tiga bagian utama, yaitu muka layar yang fosforeson tempat gambar televisi di munculkan, kaca pengurung, dan penembak elektron. Pemasangan fosfor pada muka layar kurung di lakukan dengan penyerapan atau pendebuan. Pembuatan kaca kurung itu sendiri merupakan masalh yang sulit hingga kemudian di temukan prosedur pencetakan centrifugal, yang menggunkan cetakan putar yang dapat menghasilkan tebal dinding yang lebih seragam. Bagian-bagian kaca itu di pertautkan satu sama lain dengan menggunkan nyala gas, gas atau listrik. Untuk tabung televisi warna, fosfor di pasangkan pada permukaan sebelah dalam tabung. Semacam topeng berlubang-lubang kemudian di pasang berkas elektron sebagaimana di kehendaki. Dalm hal ini, suhu yang di gunakan untuk merapatkan bagian-bagian tabung tidak boleh terlalu tinggi karena hal ini dapat merusak fosfor.

8. Tabung KacaPada proses danner, kaca cair mengalir ke atas sebuah batang lempung lowong berputar yang terpasang dengan kemiringan 300. udara di tiupkan melaluinya dan kaca pada batangan itu mengalir berlahan-lahan ke bawah dan di tarik ke luar dari bawah dalm bentuk tabung. Sepasang sabuk memegang tabung itu dan menariknya dengan kecepatan seragam. Diameter dan tebal dinding di kendalikan melalui pengaturan suhu, kecepatan tarik dan volume udar yang di tiupkan melalui batangan. Tabung ini tidak memerlukan perlakuan penyaringan.Kaca untuk piringan tudung gelembung menara distilasi, prisma dan kebanyakan kaca optik, barang-baranf dapur, isolator dan beberap jenis kaca warna, kaca arsitektur, dan berbagai barang seperti itu di buat dengan cetak tangan (hand mold). Proses ini terdiri dari operasi penarikan suatu kwalitas kaca tertentu, yangh di sebut kumpul (gather)., dari periuk atau tangki dan membawanya ke cetakan . di sini, kualitas kaca yang persis di perlukan di potong dengan gunting dan cetakan itu di pasang dengan tangan atau dengan tekanan hidraulik. Beberapa kaca tertentu di bentuk dengan cara semi otomatik yang melibatkan gabungan proses percetakan dengan mesin dan tangan sebagaimana di uraikan di atas. Lalu volumetrik dan bagian menara yang berbentuk silinder dan pyrek di buat dengan cara ini.

3. Jenis - Jenis dari KacaSecara umum, kaca komersial dapat dikelompokkan menjadi beberapa golongan:a. Silika lembut

26Silika lembut atau silica vitreo dibuat melalui pirolisis silicon teaklorida pada suhu tinggi atau dari peleburan kuarsa atau pasir bumi. Kaca ini mempunyai cirri-ciri dengan nilai ekspansi rendah dan titik pelunakan tinggi oleh karena itu kaca ini mempunyai ketahanan thermal tinggi dan apat dipergunakan pada suhu yang lebih tinggi dari pada kaca lain. Kaca ini juga sangat transparan pada sinar ultraviolet.

Gambar 3.10 Kuvet

b. Alkali silikatAlkali silikat adalah satu-satunya kaca 2 komponen yang secara komersial. Untuk membuatnya, pasir dan soda dilebur bersama-sama dan hasilnya yang disebut natrium silikat, mempunyai komposisi berkisar antara Na2O.SiO2 sampai Na2.4SiO2. Larutan silikat soda, juga dikenal sebagai kaca larut air yang banyak dipakai sebagai adhesive dalam pembuatan kotak-kotak karton gelombang. Selain dari itu bhaan ini juga digunakan untuk memberi sifat tahan api. Variasi kaca ini yang mengandung alkali tinggi digunakan untuk mencuci sebagai detergen dan pembangun sabun.

c. Kaca soda gamping

27Kaca soda gamping (soda lime glass) merupakan 95% dari semua kaca yang dihasilkan. Kaca digunakan untuk membuat segala macam bejana, jendela mobil dan lain-lain, gelas dan barang pecah belah. Kualitas fisik kaca lembaran belakangan ini banyak meningkat misalnya kaca sekarang sudah jauh lebih rata , tidak bergelombang, dan bebas dari tegangan namun komposisi kimianya tidak banyak mengalami perubahan.

Gambar 3.11 Kaca Jendela mobil

d. Kaca timbaleDengan menggunakan oksidasi timbale sebagai pengganti kalsium oksida dalam campuran kaca air, didapatlah kaca timbale ( lead glass ). Kaca ini sangat penting dalam bidang optic karena mempunyai indeks refraksi dan disperse yang tinggi. Kandungan timbalnya biasanya bisa mencapai 82% (densitas 8.0 indeks refraksi 2.2). Kandungan timbale inilah yang memberikan kecemerlangan pada kaca potong (cut glass). Kaca ini juga digunkan dalam jumlah besar untuk membuat lampu reklame neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai tahanan (resistance) listrik tinggi. Kaca ini juga tidak cocok untuk dipakai sebagai perisai radiasi listrik.

Gambar 3.12 Lampu reklame neon

28e. Kaca borosilikatBiasanya mengandung 10-20% B2O3, 80%-87% silica dan kurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ini mempunyai koefisien ekspansi yang rendah, lebih tahan terhadap kejutan , dan mempunyai stabilitas kimia yang tinggi , serta tahanan terhadap listrik tinggi. Perabot laboratorium yang dibuat dari kaca jenis ini dikenal dengan mana dagang pyrex. Akhir-akhir ini nama pyrex juga digunakan untuk berbagai barang kaca yang terbuat dengan komposisi lain , misalnya kaca alumino silikat yang digunakan pada perabot laboratorium, juga digunakan untuk membuat isolator tegangan tinggi, pipa lensa teleskop seperti misalnya lensa 500 cm di Mt. Palomer (AS)

Gambar 3.13 Alat laboratorium

f. Kaca khususKaca berwarna, bersalut, oval, translusen, kaca keselamatan, kaca optic, dan kaca keramik, semuanya termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-beda tergantung pada akhir yang diinginkan.

Gambar 3.14 Kaca optik

29g. Serat kaca (fiber glass)Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus , yang tehan terhadap komposisi cuaca. Oleh karena serat kaca mempunya luas permuakaan sangat besar, maka mudah terkena serangan kelembaban udara. Kaca ini biasanya mempunya kandungan silica rendah sekitar 55% dan alkali rendah.Gambar 3.15 Serat kaca

h. Kaca anti peluruPemakaian istilah kaca anti peluru sebenarnya tidak terlalu tepat untuk digunakan. Hal ini dikarenakan dengan cukup waktu dan upaya yang terkonsentrasi atau hanya dengan sebuah peluru dengan kaliber yang cukup besar, seseorang dapat menghancurkan kaca "anti peluru" dengan mudah. Istilah yang benar untuk kaca "anti peluru" ini adalah kaca tahan peluru. Dan perlu diketahui bahwa bahan kaca anti peluru sendiri bukanlah kaca yang sesungguhnya. Melainkan senyawa yang memiliki sifat yang mirip dengan kaca namun memiliki kekuatan yang jauh lebih besar dari kaca biasa.

30Gambar 3.16 Kaca Anti Peluru

Kaca tahan peluru biasanya dibuat dengan salah satu dari dua cara, yaitu dengan menggunakan bahan plastik yang kuat dan transparan yang disebut polikarbonat termoplastik, atau dengan beberapa lapisan kaca yang disebut kaca laminasi. Masing-masing dari dua bahan tersebut akan memberikan penampilan seperti kaca biasa. Keduanya akan terlihat transparan dan memungkinkan cahaya untuk melewatinya sama dengan pada kaca biasa, tapi lebih kuat dan lebih kokoh. Sekilas, kaca tahan peluru terlihat seperti panel kaca biasa. Tetapi, sepotong kaca biasa akan pecah bila ditembak dengan sebuah peluru. Sebaliknya kaca tahan peluru dirancang untuk menahan satu atau beberapa butir peluru tergantung pada ketebalan kaca dan jenis senjata yang ditembakkan.

Polikarbonat termoplastik serta lapisan kaca laminasi biasanya akan ditempatkan di antara lapisan kaca biasa. Lapisan yang terpisah ini kemudian akan disatukan untuk membentuk sebuah kaca tahan peluru. Dengan polikarbonat termoplastik atau lapisan kaca laminasi yang ditempatkan di antara kaca biasa, akan menciptakan sebuah senyawa yang memiliki ketahanan pada dampak tumbukan yang luar biasa. Kaca tahan peluru akan menyerap banyak energi dari setiap proyektil yang masuk, seperti peluru atau sesuatu yang lebih kecil seperti palu yang dipukulkan kepadanya.

31Kaca tahan peluru biasanya memiliki tebal antara 7-75 milimeter. Sebuah peluru yang ditembakkan pada lembaran kaca tahan peluru akan menembus lapisan luar kaca, tetapi lapisan bahan polikarbonat termoplastik atau kaca laminasi akan mampu menyerap energi peluru dan menghentikannya sebelum keluar dari lapisan akhir. Berbeda dengan pada rompi anti peluru dimana energi peluru akan disebarkan di permukaan rompi. Sifat anti peluru dari kaca tahan peluru didapatkan ketika senyawa keras ini meratakan peluru, menghentikan energi dan inersia dari peluru tersebut, dan benar-benar mencegah penetrasinya. Namun, sebagian besar kaca anti peluru hanya bekerja pada tembakan senjata kecil dan akan kurang efektif pada senjata yang menembakkan peluru dengan kaliber yang lebih besar.

Kemampuan kaca tahan peluru untuk menghentikan peluru sendiri ditentukan oleh ketebalan kaca. Sebuah peluru dari senapan laras panjang akan bertabrakan dengan kaca dengan kekuatan yang lebih besar daripada sebuah peluru yang ditembakkan dari pistol. Karena itu, dibutuhkan kaca tahan peluru yang lebih tebal untuk menghentikan sebuah peluru dari senapan laras panjang dibandingkan kaca tahan peluru yang digunakan untuk menahan tembakan peluru pistol biasa.

i. Kaca tahan peluru satu arahSelain itu, terdapat juga kaca tahan peluru satu arah. Dimana kaca tahan peluru satu arah ini memiliki satu sisi yang mampu menghentikan peluru, sementara sisi lainnya memungkinkan peluru untuk melewatinya. Kaca tahan peluru model ini memberikan seseorang yang ditembak kesempatan untuk menembak balik penembaknya. Jenis kaca tahan peluru ini dibuat dengan cara laminasi lembaran bahan yang rapuh dengan bahan yang fleksibel.

4. Cara PembuatanUrutan proses pembuatan kaca pada umumnya dapat di pecah-pecah menjadi langkah-langkah sebagai berikut :1. Transportasi bahan baku ke pabrik2. Pengaturan ukuran bahn baku3. Penimbunan bahan baku4. Pengangkutan, penimbangan, dan pencampuran bahn baku, dan pemuatannya ke tanur kaca5. Reaksi pembentukan kaca di dalAm tanur 6. Penghematan kalor melalui regenarasi dan rekuperasi7. Pembuatan bentuk produk kaca 8. Penyelesaian produk kaca5. PROSES DARI BAHAN BAKU MENJADI PRODUK

32Prosedur pembuatan kaca dapat di bagi menjadi empat tahap utama yaitu :

1. PELEBURANTanur kaca dapat di klasifikasikan sebagai tanur periuk dan tanur tanki. Tanur periuk (pot furnace), dengan kapasitas sekitar 2 t atau kurang dapt di gunakan secara menguntungkana untuk membuat kaca khusus dalam jumlah kecil di mana tumpak cair itu harus di lindungi terhadap hasil pembakaran. Tanur ini digunakann dalam pembuatan kaca optik dan kaca seni melalui proses cetak. Periuknya sebetulnya ialah suatu cawan yang terbuat dari lempung pilihan atau platina. Sulit sekali melebur kaca didalm bejana ini tanpa produknya terkontaminasi atau tanpa sebagian bejana itu sendiri meleleh, keculai biola bejana itu terbuat dari bejana platina.Besar yang di muat ke sutu ujung suatu tanki besar yang terbuat dari blok-blok reflaktor, di antaranya ada yang berukuran 38 X 9 X 1,5 m dengan kapasitas kaca cair sebesar 1350 t. Kaca itu membentuk kolam di dasar tanur itu, sedang nyala api menjilat berganti darti satu sisi ke sisi lain. Kaca halusan (fined glass) di kerjakan dari ujung lain tanki itu, operasinya kontinyu. Dalam t5anur jenis ini, sebagaimana juga dalam tanki periuk, dindingnya mengalami korosi karena kaca panas, kulaitas panas dan umur tanki bergantung pada kualitas blok kontruksi. Karena itu, perhatian biasanya di tujukan pada reflaktori tanur kaca.Tanur tanki kecil disebut tanki harian (day tank) dan berisi persediaaan kaca cair untuk satu hari sebanyak 1 t sampai 10 t. Tanki ini di panasi secara elektrotermal atau dengan gas.

33Tanur-tanur yang disebautkan di atas adalah tergolong tanur regenerasi (regenerative furnace) dan beroperasi dalam dua siklus dengan dua perangkat ruang berisis susunan bata rongga. Gas nyala setelah memberiakan kalornya pada waktu melalui tanur berisi akca cair, megalir ke bawah melalui satu perangkat ruang yang diisi penuh denagn pasangan baja terbuka atau bata rongga (checkerwork). Sebagian besar dari kandungan kalor sensibel gas keluar dari situ , dan isian itu berkisar antara 15000C di dekat pintu keluar. Bersamaan dengan itu, udara di panaskan dengan melewatkannya melalui ruang regemerasi yang telah di panaskan sebelumnya dan telah di campur denagn gas bahan bakar yang telah terbakar, sehingga suhu nyalanya menjadi lebih tinggi lagi, (di bandingkan dengan jika udara tidak di panaskan terlebih dahulu). Pada selang waktu yang teratur, yaitu antara 20 sampai 30 menit, aliran campuran udar bahan bakar, atau siklus itu di balik, dan sekarang masuk tanur dari ujung yang berlawanan melaui isian yang tealh mendapat pemanasan sebelumnya, kemudian melalui isian semula, dan mencapai suhu yang lebih tinggi.Suhu tanur yang baru mulai berproduksi hanya dapat di naikkan sedikit demi sedikit setiap hari, tergantung kepada kemampuan reflaktorinya menampung ekspansi. Bila tanur regenerasi itu sudah di panaskan, suhunya harus di pertahankan sekurang-kurangnya 12000C setiap waktu. Kebanyakan kalor hilang dari tanur melalui radiasi, dan hanya sebagian kecil yang termanfaatkan untuk pencairan. Tanpa membiarkan dindingnya sedikit karena radiasi, suhu akan menjadi terlalu tinggi sehingga kaca cair itu dapat menyerang dinding dan melarutkannya. Untuk mengurangi aksi kaca cair, pada dinding tanur kadang-kadang di pasang pipa air pendingin.

Tabel 2.1 Kandungan bahan dalam proses peleburanPasir 45,4 gamping 6,8Soda abu 16 kulet 22,7Kerak garam 4,5 other 0,5-1,0Serbuk batu bara 0,2

34

DIAGRAM ALIR

Gambar 3.17 Diagram Alir Pembuatan Kaca Apung

35Gambar 3.18 Diagram Alir Pembuatan Kaca Lembaran

Gambar 3.19 Digram alir pembuatan pyrex

Bahan - bahan berupa pasir silika ,asam boric dimana bahan tersebut merupakan bahan pembentuk dalam pembuatan gelas dan kaca,fluks merupakan senyawa yang membantu menurunkan suhu yang diperlukan untuk mendapatkan pembentuk mencair, bahan yang termasuk fluks adalah soda ash potasium dan litium karbonat. Stabilizer adalah bahan yang membantu menjaga kaca dari runtuh, melanggar, atau berantakan. Mereka dibutuhkan karena fluks biasanya mengacaukan komposisi kaca.selain itu ada bahan tambahan dimana bahan tersebut bertindak pemberi warna dan sebagainya.Tahapan dalam proses pembuatan kemasan gelas adalah sebagai berikut :

36Bahan baku dicampur merata secara otomatis kedalam mixing batch. Kemudian dimasukkan ke dalam tanur untuk dilelehkan dengan suhu 1500-1600 0C ada yang 1300 0C. Tungku pembakaran membara terus menerus dan dikendalikan oleh sistem (panel) pengendali. Sebelum dicetak suhu diturunkan hingga 1000-1200oC dan lelehan gelas didiamkan beberapa saat. Cairan gelas dialirkan ke dalam mesin pencetak (forming),Lelehan dipotong-potong dengan ukuran yang ditetapkan dalam bentuk gumpalan kasar. Gumpalan meluncur ke pencetakan pertama (cetakan Parison). Pembentukan dan pencetakan dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu :

1. Hembus Ganda (Blow and Blow) untuk gelas berleher sempit (botol)2. Tekan dan Hembus (Press and Blow) untuk gelas berleher lebar.Dipindahkan ke cetakan akhir atau cetakan wadah yaitu cetakan yang sebenarnya dengan ukuran tertentu Dibawa ke ruang lehr pendingin yang bersuhu 450 0C. Wadah dipanaskan kembali (proses annealing). Kemudian perlahan-lahan didinginkan dari suhu 575-600 0C menjadi 450 0C dengan adanya aliran udara. Proses ini bertujuan untuk membuat wadah gelas menjadi tidak rapuh atau mudah pecah. Dilakukan pengawetan gelas dengan cara pre-cooling yang berfungsi untuk menjaga kompresor agar udara yang terhisap hanya udara yang dalam keadaan bersih dan tidak mengandung air. Dilakukan pengawasan mutu ketika botol keluar dari cetakan, yang terdiri dari uji coba mekanis, elektris dan visual di pabrik atau di laboratorium.

Secara umum dan ringkas reaksi pembentukan kaca adalah sebagai berikut :Na2CO3+aSiO2 > Na2O.aSiO2 + CO2CaCO3+bSiO2 > CaO.bSiO2 + CO2Na2SO4 + SiO2 + C > Na2O.cSiO2 + SO2 + SO2 + CO

Selama proses pencairan, masing-masing bahan baku akan saling berinteraksi membentuk reaksi-reaksi kimia berikut :Reaksi-reaksi penguraianNa2SO3 Na2O + CO2.. (1)CaCO3CaO+CO2.. (2)Na2SO4Na2O +SO.. (3)MgCO3.CaCO3 MgO +CaO + 2CO2.. (4)

Reaksi antara SiO2dengan Na2CO3pada suhu 630 780oCNa2CO3+aSiO2 Na2O.aSiO2+CO2.. (5)

37Reaksi antara SiO2dengan CaCO3pada suhu 600oCCaCO3+bSiO2 CaO.bSiO2+CO2.. (6)Reaksi antara CaCO3dengan Na2CO3pada suhu di bawah 600oCCaCO3+a2CO3 Na2Ca(CO3)2.. (7)Reaksi antara Na2SO4dengan SiO2pada suhu 884oCNa2SO4+nSiO2 NaO.nSiO2+SO2+0.5O2.. (8)Reaksi utamaaSiO2+bNa2O +cCaO +dMgO aSiO2.bNa2O.cCaO.dMgO..(9) leburan kaca

2. PEMBUATAN BENTUK ATAU PENCETAKANKaca dapat di bentuk dengan mesin atau denagn cetak tangan. Faktor yang terpenting yang harus di perhatikan dalam cetak mesin (machine molding) ialah bahwa rancang mesin itu haruslah sedemikian rupa sehingga percetakan barang kaca dapat di selesaikan dalm tempo beberapa detik sajiva. Dalam waktu yang sangat singkat itu kaca berupa dari zat cair viscos menjadi zat cair yang berwarna bening. Jadi, jelas sekali bahwa masalh rancang yang harus di selesaikan, seperti aliran kalor stabilitas logam, dan jarak bebas bantalan merupakan masalah yang rumit sekali. Keberhasilan mesin cetak kaca merupakan prestasi besar bagi para insinyur kaca.

3. PENYANGAIAN ATAU SEPUH LINDAPUntuk mengurangi regangan-regangan dalam kaca, semua barang kaca harus disangai (anneal), baik barang kaca yang di buat dengan mesin maupun yang di buat dengan tangan. Secara singkat, penyangaina menyangkut dua macam operasi yaitu : Menahan kaca itu pada suatu suhu di atas suhu kritis tertentu selama beberapa waktu yang cukup lama sehingga mengurangi regangan-regangan dalam denagn jalan pengaliran plastik sehingga regangannya kurang dari sustu maksimum yang di tentukan. 38Mendinginkan masa kaca itu sampai suhu kamar secara cukup perlahan sehingga regangan itu selalu berada di bawah batas maksimum lehr atau tungku penyaringan, tidak lain hanyalah satu ruang pemanasan yang di rancang dengan baik dimana laju pendingin dapat di atur sehingga memenuhi persyaratan yang di sebut di atas.Adanya hubungan kuantitatif antara tegangan dan birefringence yang di sebabkan oleh tegangan itu telah memungkinkan para ahli teknologi kaca merancang kaca yang dapat menangani kondisi tegangan termal dan mekanii tertentu. Dengan data di atas sebagai dasar para insinyur berhasil membuat peralatan penyangat kontinyu dengan pengaturan suhu otomatik dan sirkulasi terkendali sehingga penyangaian dapat di laksanakan dengan biaya bahan bakar lebih rendah dan kerugian produk lebih sedikit.

4. PENYELESAIANSemua kata yang sudah di sanagi harus mengalami operasi penyelesaian yang relatif sederhana tetapi sangat penting, operasi ini meyangkut pembersihan, penggosoakan, pemolesan, pemotongan, gosok-semprot dengan pasir, pemasangan email klasifikasi kwalitas, dan pengukuran. Walaupun tidak semua harus dilakukan unutk setiap barang, namun satu atau dua di antara yang di sebutkan di atas selalu di perlukan.5. PENGEPAKAN DAN PEMASARAN Pada waktu pengiriaman barang pada gudang atau tempat bpenyimpanan karean kaca adalah bahan yang sangat mudah pecah maka kaca tersebut di sekat dan di lapisi busa sebagai pelindung dari kaca tersebur agar tidak terjadi benturan antara masing-masing kaca.

39

BAB IVAPLIKASI PADA INDUTRIPemakaian gelas dan kaca antara lain : 1. Pembuatan bola lampu, tabung elektronik, penyangga filament. Titik pelunakan kaca ini tidak terlalu tinggi, muai panjangnya hendaknya dibuat mendekati muai panjang logam maupun paduannya yang disangga. Logam yang dimaksud adalah wolfram, molibdenum.

2. Untuk bahan dielektrik pada kapasitor. Minos adalah salah satu jenis kaca permeabilitas relatif tinggi yaitu 7,5, sudut kerugian dielektrik (tan ) kecil pada frekuensi 1MHz, suhu 20oC, tan = 0.0009 pada frekuensi 1MHz, suhu 200oC, tan = 0,0012. Kaca minos mempunyai = 8,2 . 107 per oC. massa jenis 3,6 g/cm3.

3. Untuk membuat berbagai isolator. Misalnya isolator penyangga, isolator antena, isolator len, dan isolator bushing. Untuk penggunaan ini, selain sifat kelistrikan yang baik juga dituntut mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi, tahan terhadap perubahan suhu yang mendadak, dan tahan terhadap pengaruh kimia. Jenis kaca yang digunakan untuk keperluan ini antara lain kaca silika, pireks kalium-natrium.

4. Pelapisan logam. Salah satu jenis kaca adalah enamel (bukan enamel vernis). Enamel dalam hal ini dapat digunakan untuk pelapisan logam atau benda lain sejenisnya, misalnya dudukan lampu, reflektor, barang-barang dekoratif yang tujuannya untuk mendapatkan permukaan yang lebih bagus. Enamel juga dapat digunakan sebagai isolasi listrik, yaitu untuk melapisi resistor tabung (kawat yang dililitkan pada tabung tersebut adalah resistor, antara lain : nikrom, konstantan).

40Dalam hal ini, enamel dileburkan dan kemudian tabung keramik yang sudah dililiti kawat tersebut dicelupkan sehingga sela-sela di antara lilitan diisi enamel. Tujuannya di samping untuk mengisolasi lilitan, juga melindungi lilitan terhadap uap, debu, dan oksidasi udara pada suhu kerja yang tinggi. Enamel dipabrikasi dengan meleburkan komponen-komponennya yang halus, kemudian dituangkan sedikit demi sedikit dalam keadaan meleleh ke dalam air yang dingin hingga membentuk seperti bola, selanjutnya dihaluskan menjadi bubuk.Pemakaian enamel untuk pelapisan dapat dilakukan dengan cara kering maupun basah. Pada pelapisan kering, perangkat yang akan dilapisi dipanasi hingga suhu tertentu kemudian dimasukkan ke dalam bubuk enamel. Dengan demikian maka bubuk di sekelilingnya akan meleleh dan melapisi perangkat tersebut. Proses ini diulang berkali-kali hingga diperoleh ketebalan lapisan yang diinginkan. Pada pelapisan basah, mula-mula enamel diaduk dengan air sehingga menjadi bubur enamel yang digunakan untuk melapisi perangkat yang dimaksud. Selanjutnya perangkat yang sudah dilapis tersebut dikeringkan, lalu dipanaskan dengan oven sehingga enamel meleleh dan dengan demikian melapisi perangkat. Untuk keperluan pelapisan ini, koefisien muai panjang enamel harus diusahakan sama dengan muai panjang perangkat yang dilapisi. Komponen elamen untuk pelapisan resistor tabung (kaca boron-timah hitam dengan mangan peroksida) adalah sangat sederhana yaitu : 27% PbO, 70% H3BO3 dan 3% MnO2. Titik lebur enamel 600oC. Enamel akan hilang warnanya dan sebagian akan melarut jika direndam dalam air dalam waktu yang lama. Untuk menambah ketahanan enamel terhadap air dan panas biasanya ditambahkan pasir kuarsa. Sedangkan untuk menambahkan kemampuan lekatnya, enamel yang digunakan untuk melapisi baja atau besi tulang, ditambah Ni dan Co.

5. 41Fiber Optic (Serat optik) adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Serat optik terdiri dari 2 bagian, yaitu cladding dan core. Cladding adalah selubung dari core. Cladding mempunyai indek bias lebih rendah dari pada core akan memantulkan kembali cahaya yang mengarah keluar dari core kembali kedalam core lagi. BAB VPENUTUP Kesimpulan1. Gelas adalah benda yang transparan, lumayan kuat, biasanya tidak bereaksi dengan barang kimia, dan tidak aktif secara biologi yang bisa dibentuk dengan permukaan yang sangat halus dan kedap air. Kaca adalah amorf (non kristalin) material padat yang bening dan transparan (tembus pandang), biasanya rapuh.

2. Bahan baku pembuatan Gelas :a. SiO2b. Na2Oc. CaO atau MgO.d. B2O3e. Al2O3f. PbO

3. Cara pembuatan gelasa. Penyiapan bahanb. Peleburan bahanc. Pembentukand. Anealinge. Perbaikan bentuk

4. Produk produk gelas Gelas kapur soda Gelas Air Gelas Silika Gelas Bor Gelas Timbal atau Lead Glass Gelas Opal / Gelas Susu 42Gelas Translucent Gelas Ets

5. Bahan baku pembuatan kacaa. Pasirb. Soda (Na2O)c. Feldspard. Borakse. Kerak Garamf. Arsen Trioksidag. Nitrath. Kulet ( cullet ).6. Golongan Kaca Silika lembut Alkali silikat Kaca soda gamping Kaca timbale Kaca borosilikat Kaca khusus Serat kaca7. Cara Pembuatan kacaa. Peleburanb. Pembentukan dan Pencetakan

43

DAFTAR PUSTAKA________________.2014. Bahan Konstruksi Kimia. Politeknik Negeri Sriwijaya : PalembangKahfi Maida (2011). Makalah Pembuatan Kaca. From http://maidakahfi.blogspot.com/2011/07/makalah-pembuatan-kaca, , Dipetik: 14 Maret 2014Ladelta Viko (2007). Beberapa fakta seputar kaca. From: http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_anorganik/beberapa_fakta_seputar_kaca/, Dipetik:14 Maret 2015Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas. From: http://id.wikipedia.org/wiki/Kaca , Dipetik: 14 Maret 2015Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas. From: http://id.wikipedia.org/wiki/Gelas, Dipetik:14 Maret 2015Amazonaws. From: http://s3.amazonaws.com/ppt-download/carakerjakacaantipeluru, Dipetik:14 Maret 2015Wibisono Pradana Adi (2013). Makalah Pengertian dan Aplikasi Kaca. From: http://prada-na.blogspot.com/2013/01/makalah-pengertian-dan-aplikasi-kaca.html, Dipetik: 14 Maret 2015

44Politeknik Negeri Sriwijaya