pbktk gelas dan kaca

Download pbktk gelas dan kaca

Post on 07-Dec-2015

71 views

Category:

Documents

6 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

pbktk gelas dan kaca

TRANSCRIPT

GELAS DAN KACA

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memenuhiTugas Mata Kuliah Pengetahuan Bahan Kontruksi Teknik Kimia dan Korosi

Disusun oleh: Amanda Putut R P R (21030113060081)Bagaskara Denny W (20130113060082)Tin Rahayu Setiyaningsih (21030113060083)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAPROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO2014

KATA PENGANTARPuji dan syukur penyusun panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat-Nya sehingga Tugas Pengetahuan Bahan Kontruksi Teknik Kimia dan Korosi GELAS dan KACA ini dapat selesai tepat waktu.Terima kasih penyusun ucapkan kepada Heny Kusumayanti, ST sebagai dosen pengampu mata kuliah Pengetahuan Bahan Kontruksi Teknik Kimia dan Korosi yang telah memberikan banyak pengarahan.Penyusun berharap makalah ini dapat memberikan sumbangan pengetahuan tentang penulisan makalah. Sekalipun demikian penyusun menyadari bahwa proses penyusunan makalah ini merupakan pekerjaan tidak ringan sehingga dimungkinkan adanya kekurangan maupun kesalahan baik dalam teknik penulisan, tata bahasa maupun isinya. Oleh karena itu penyusun sangat mengharapkan saran, kritik, maupun masukan dari pembaca yang bersifat membangun.

Semarang , Maret 2014 Tim Penyusun

BAB IPENDAHULUANBanyak cerita yang menyebutkan asal mula gelas, sejak tahun 6000 hingga 5000 sebelum masehi, bangsa mesir sudah membuat perhiasan dari kaca, hingga tahun 2000 sebelum masehi, dimulai membuat barang-barang tembikar. Sementara pada zaman Romawi bahan kaca lebih banyak digunakan untuk botol dan gelas. Kaca jendela baru dimulai pada abad ke dua masehi, berkembang menjadi seni kaca berwarna pada abad ke-12. Negeri yang terkenal saat itu sebagai pembuat kaca adalah Venice di Italia. Hingga tahun 1900 an proses pembuatan kaca merupakan keahlian yang dirahasiakan namun masih berdasarkan pada pengalaman dan coba-coba. 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. Oleh karena sifatnya yang sangat ideal gelas banyak digunakan di banyak bidang kehidupan. Tetapi gelas bisa pecah menjadi pecahan yang tajam. Sifat kaca ini bisa dimodifikasi dan bahkan bisa diubah seluruhnya dengan proses kimia atau dengan pemanasan.Gelas termasuk kelompok vitroida atau termogel, yang merupakan senyawa kimia dengan susunan yang kompleks. Senyawa tersebut diperoleh dengan membekukan lelehan yang lewat dingin. Gelas ialah produk yang amorf dan bening dengan kekerasan dan elastisitas yang cukup, tetapi sangat rapuh.

BAB IIISIA. GelasPada dasarnya, bahan baku pembuatan gelas terdiri atas 3 jenis yang masing-masing memiliki peranan pada kualitas dan hasil akhir dari produk gelas secara keseluruhan. Keempat bagian tersebut yaitu : 1. Bahan pembentuk gelas. Bahan baku jenis ini terdiri dari : a. pasir kuarsa/silika dengan kemurnian SiO2 99.1 99.7% b. sodium karbonat/soda abu (Na2CO3) c. asam borat/borax d. phosfor pentaoksida e. dolomit (CaCO3.MgCO3) f. feldspar, dengan rumus molekul R2O.Al2O3.6SiO2 di mana R2O mewakili Na2O atau K2O atau gabungan keduanya. g. cullet, merupakan pecahan-pecahan kaca atau kaca yang berasal dari produk tak lolos quality control. Cullet berfungsi untuk menurunkan temperatur leleh dari bahan baku. Cullet yang diumpankan sebanyak 25% dari total bahan baku. 2. Bahan stabiliser, merupakan bahan yang mampu menurunkan kelarutan di dalam air, tahan terhadap serangan bahan kimia lain termasuk materi-materi lain yang terdapat di atmosfer. Contoh bahan stabiliser yang biasa dipakai di industri gelas adalah : a. kalsium karbonat, membuat produk akhir menjadi tidak larut di dalam air. b. barium karbonat, meningkatkan berat spesifik dan indeks bias. c. timbal oksida, membuat produk menjadi transparan, mengkilat, dan memiliki indeks bias yang tinggi. d. seng oksida, membuat gelas tahan terhadap panas yang mendadak, memperbaiki sifat-sifat fisik dan mekanik, dan meningkatkan indeks bias. e. aluminium oksida, meningkatkan viskositas gelas, kekuatan fisik, dan ketahahan terhadap bahan kimia. 3. Komponen sekunder, di antaranya adalah : a. Refining agent, menghilangkan gelembung-gelembung gas pada saat pelelehan bahan baku. Bahan yang biasa digunakan sebagai refining agent pada industri gelas adalah sodium nitrat dan sodium sulfat atau arsen oksida (As2O3). b.Penghilang warna (decolorant), menghilangkan warna yang biasanya diakibatkan oleh kehadiran senyawa besi oksida yang masuk bersama bahan baku. Bahan penghilang warna yang digunakan adalah mangan dioksida (MnO2), logam selenium (Se), atau nikel oksida (NiO). c. Pewarna (colorant), digunakan untuk membuat gelas khusus sesuai dengan warna yang dikehendaki. Ada beberapa sifat gelas yang bisa dikatakan memiliki kelebihan dibanding dengan material lainnya, antara lain:1. Sifat estetika atau keindahan 2. Sifat tembus pandang secara optik (transparan) 3. Sifat elastic 4. Sifat ketahanan terhadap zat/reaksi kimia Namun kekurangan dari gelas adalah sifat nya yang getas dan mudah pecah.Definisi TeknikGelas mempunyai beberapa definisi teknis yang tergantung dari proses pembentukan gelas, struktur atom dan keadaan thermodinamisnya.Secara empiris: Gelas adalah material non-organik hasil dari proses pendingan tanpa melalui proses kristalisasi. Definisi berdasarkan struktur: Gelas adalah benda padat yang tidak mempunyai struktur seperti halnya keramik atau logam. Dari definisi di atas dapat disimpulkan bahwa ada beberapa metode yang dapat dilakukan untuk membuat gelas, yaitu:1. proses pendinginan dengan cepat 2. proses polimerisasi Proses pembuatan gelas Proses pembuatan gelas di dalam industri meliputi tahap-tahap sebagai berikut: 1.Persiapan bahan baku (batchingPada 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.2.Pencairan (melting/fusing) Bahan baku yang sudah homogen, diayak dahulu sebelum dimasukkan ke dalam tungku (furnace) bersuhu sekitar 1500oC 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 780oC Na2CO3 + aSiO2 Na2O.aSiO2 + CO2.. (5) Reaksi antara SiO2 dengan CaCO3 pada suhu 600oC CaCO3 + bSiO2 CaO.bSiO2 + CO2.. (6) Reaksi antara CaCO3 dengan Na2CO3 pada suhu di bawah 600oC CaCO3 + Na2CO3 Na2Ca(CO3)2.. (7) Reaksi antara Na2SO4 dengan SiO2 pada suhu 884oC Na2SO4 + nSiO2 NaO.nSiO2 + SO2 + 0.5O2 .. (8) Reaksi utama aSiO2 + bNa2O + cCaO + dMgO aSiO2.bNa2O.cCaO.dMgO.. (9) Tungku sebagai tempat mencairkan campuran bahan baku kaca, terbagi menjadi 3 jenis, yaitu : a. 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.b. 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. c. Regenerative furnace 3.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. Gambar di bawah ini melukiskan skema proses Fourcault. b. Proses Colburn (Libbey-Owens)Jika proses Fourcault , gerakan kaca berlangsung secara vertikal, maka pada proses Colburn kaca akan bergerak secara vertical kemudian diikuti gerakan horizontal setelah melewati roda-roda penjepit yang membentuk leburan gelas menjadi lembaran-lembaran.c.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. 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.4. Annealing Fungsi tahapan ini adalah untuk mencegah timbulnya tegangan-tegangan antar molekul pada kaca yang tidak merata sehingga dapat menimbulkan k

View more