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 KIMIA

PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

2014

KATA PENGANTAR

Puji 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 I

PENDAHULUAN

Banyak 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 II

ISI

A. Gelas

Pada 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 Teknik

Gelas 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 (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.

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 Fourcault

Bahan 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 kepecahan. Proses

annealing kaca terdiri dari 2 aktivitas, yaitu :

(1)   Menahan 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.

5. Finishing dan pengendalian kualitas (Quality Control)

Beberapa proses penyelesaian akhir pada industri gelas adalah cleaning and polishing,

cutting, enameling, dan grading.

Penggunaan

Gelas digunakan sebagai bahan bila dibutuhkan peralatan yang tembus pandang dan

mempunyai ketahanan kimia yang tinggi. Contohnya pipa, kaca pengintip, organ penyekat,

bejana kecil dalam operasi, botol keranjang, botol kecil, alat penukar panas, pompa,siklon,

filter sinter, dan alat laboratorium. Secara khusus, gelas dapat digunakan sebagai kaca

pengaman, bahan isolasi, kaca optik (misalnya untuk filter), kaca jendela, dan

cermin.Keamanan: Botol biasa dan botol keranjang tidak holeh diberi beban tekanan. Bila

tidak ada petunjuk kerja intern maka petunjuk kerja yang dikeluarkan oleh perusahaan

pembuat gelas kimia harus diberlukukan.

B. Kaca

Pengertian Kaca

Kaca adalah salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan sehari-sehari. Dipandang dari segi fisika kaca 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 organik yang tidak mudah menguap, yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya.

Sumber:http://www.chem-is try.org/artikel_kimia/kimia_anorganik/beberapa_fakta_seputar_kaca/

Sifat-sifat kaca

1. Massa jenis kaca berkisar antara 2 hingga 8,1 g/cm3

2. Kekeuatan tariknya 1 hingga 300 kg/cm2

3. Titik pelebekan kaca berkisar antara 500 hingga 17000c4. Muai panjang untuk kaca berkisar antara 5,5.10-7 hingga 150.10-7 per 0C5. Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair6. Tidak memiliki titik lebur yang pasti (range tertentu)7. Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 Pa.s)8. Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida9. Efektif sebagai isolator10. Mampu manahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.

Kaca komersial digolongkan menjadi beberapa golongan, diantaranya :

1. Silika leburSilika lebur atau silika vitreo dibuat melalui pirolisis silikon tetraklorida pada suhu tinggi, atau dari peleburan kuarsa atau pasir murni. Kaca jenis ini mempunyai ciri-ciri nilai ekspansi rendah dan titik pelunakan tinggi. Karena itu, kaca jenis ini mempunyai ketahanan termal lebih tinggi dari pada kaca jenis lain. Kaca jenis ini juga sangat transparan terhadap readiasi ultraviolet.

2. Alkali silikatAlkali silikat adalah satu-satunya kaca dua komponen yang secara komersial penting. Untuk membuatnya pasir dan soda dilebur bersamaan dan hasilnya disebut Natrium Silikat. Larutan silika soda juga dikenal sebagai kaca larut air (water soluble gas) banyak dipakai sebagai adhesif dalam pembuatannya kotak-kotak karton gelombang serta memberi sifat tahan api.

3. Kaca soda gampingKaca seoda gamping atau yang disebut soda-lime glass merupakan 95% dari semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendela mobil, dan barang pecah belah.

4. Kaca timbalDengan menggunakan oksida timbal sebagai pengganti kalsium dalam campuran kaca air, didapat kaca timbal(lead glass). Kaca ini sangat penting dibidang optik, karena mempunyai indeks bias refraksi dan dispersi yang tinggi. Kandungan timbalya bisa mencapai 82% (densitas 0,8, indeks bias 2,2 ). Kandungan timbal inilah yang memberikan kecermelangan pada “kaca potong”( cut glass). Kaca ini juga digunakan dalm julah besar untuk membuat bola lampu, lampu reklame neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai tahanan ( resistance) listrik tinggi. Kaca ini juga dipakai sebagai perisai adiaasi nuklir.

5. Kaca borosiikatKaca borosilikat biasanya mengandung 10 sampai 20% B2O3, 80 sampai 87% silika, dan kkurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ii mempunyai koefisien ekspansi termal rendah, lebih tahan terhadap kejutan dan mempunyai stabilitas kimia tinggi, serta tahanan listrik tinggi. Perabot laboratorium yang dibuaat dari kaca ini dikenal dengan nama dagang pyrex. Kaca boroilikat juga digunkn sebagai isolator tegangan tinggi, pipa lensa teleskop seperti lensa 500 cm di Mt. Palomer(AS).

6. Kaca khusus

Kaca berwarna,bersalut opal, translusen,kaca keselamataanfitokrom,kca optik dan kaca keramik semuanya termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-beda terganung pada produk akhir yang diinginkan.

7. Serat kaca ( fiber glass)Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khhusus, yang tahan terhadap kondisi cuaca. Kaca ini biasanyamempunyai kandungan silika sekitar 55%, dan alkali lebih rendah.

Pembuatan kaca

a. Secara tradisional

Kaca dibuat dengan mencampurkan pasir dengan sabu soda dan kapur atau dengan

oksida timah. Tiga bahan dasar dicampur dengan

cullet (pecahan kaca) adalah 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.

Dolomite adalah variasi batu gamping yang mengandung < 50% karbonat.

Umumnya dolomit berwarna putih keabu-abuan atau kebiru-biruan,

kekerasan 3,5 – 4, berifat pejal, berat jenis 2,8 – 2,9, berbutir halus-kasar,

mudah menyerap air, mudah dihancurkan.

Saltcake

Kemudian dilelehkan dalam tungku pembakaran. Panas sangat tinggi membuat

bahan-bahan ittu menyatu dan mencair,lalu keluar tungku dan mengalir

kesebuah ruang yang terapung. Disini kaca mengapung diatas lelehan timah.

Setelah agak mendingin, kaca dialirkan kepipa air yang dingin. Pendinginan

lebih lanjut terjadi dengan penyemprotan air pada kaca yang juga berfungsi

memperkuatnya. Bila kacaa sudah benar benar dingin,baru dipotong sesuai

kebutuhan

b. Secara modern

Bahan Baku

pasir kaca, gamping, silika, dan soda masih merupakan bahan baku dari 90 persen dari

seluruh kaca yang di produksi di dunia

1. Pasir

            Pasir 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.

B. BAHAN TAMBAHAN

            Sebagai 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.

·                                 Feldspar

            Mempunyai 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

·                     Borax

Borax adalh 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.

·                                 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.

·                     Arsen  Trioksida

Dapat pula di tambahkan untuk menghilangkan gelombang-gelombang dalam kaca.

·                     Nitrat

Baik dari natrium maupun kalium di gunkan untuk mengoksidasi besi sehingga tidak

terlalu kelihatan pada kaca produk.

·                     Kalium Nitrat

            Digunakan pada berbagai jenis kaca meja, kaca dekorasi dan kaca  optik.

·                     Kulet (Cullet)

            Adalah 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.

·                     Blok Refraktori

            Zirkon, alumina, mulit, mulit alumina sinter dan zirkonia alumina elektrokast banyak

di gunakan sebagai refraktor pada tanki kaca.

C.BAHAN BAKAR

Pada proses peleburan kaca sarana yang di gunakan adalah api yang sangat panas

untuk memanaskan tungku pemanas agar kaca dapat melelbur sesuai dengan suhu yang di

inginkan atau tergantung pada jenis bahan yang di kehendaki.

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

1. PELEBURAN

Tanur 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.

Dalam tanur tanki (tank furnace), bahan tumpak itu dimuat ke satu ujung suatu

tanki 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.

Tanur-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.

Pasir                          45,4              gamping             6,8

Soda abu                    16                 kulet                  22,7

Kerak garam              4,5                other                  0,5-1,0

Serbuk batu bara        0,2

Tabel 2.1 Kandungan bahan dalam proses peleburan

2. PEMBUATAN BENTUK ATAU PENCETAKAN

Kaca 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 saja. 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

masalh yang rumit sekali. Keberhasilan mesin cetak kaca merupakan prestasi besar bagi para

insinyur kaca.

Berikut ini akan di bahas jenis-jenismesin pembentuk kaca yang umum yaitu kaca

jendela, kaca plat, kaca apung, botol, bola lampu, dan tabung.

  Kaca Jendela

            Pada 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.

            PPG 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

·             Kaca Plat

             Bahan 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.

Kaca Apung

            Kaca 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.

Kaca Berkawat Dan Berpola

            Kaca 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.

    Kaca Tiup

            Kebutuhan 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 :

1.      jenis umpan sedot  (section feet), yang dengan beberapa variasinya, di gunkana dalam

pemnbuatan bola lampu dan gelas anggur.

2.       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”.

Pada 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.

Bola Lampu

            Peniupan 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.

Tabung Televisi

            Tabung 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.

  Tabung Kaca

            Pada 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. PENYANGAIAN ATAU SEPUH LINDAP

Untuk 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 :

a.  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.

b  Mendinginkan 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. PENYELESAIAN

Semua 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.

           

                    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.

           

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

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.

Perbedaan dan persamaan Gelas dan Kaca :

Sifat gelas : Transparant, lumayan kuat, biasanya tidak bereaksi dengan reaksi kimia, kedap air, getas, mudah pecah, pemanasan akan menyebabkan pemuaian gelas, dapat di tembus cahaya tampak dan sinar infra merah tetapi tidak oleh ultra violet.

Sifat kaca : Transparant, kuat, kedap air, getas, mudah pecah, tembus cahaya tampak dengan sempurna (lut sinar), tidak mudah beraksi dengan bahan kimia, tidak mudah menguap.

Berdasarkan sifat-sifat diatas, dapat disimpulkan persamaan antara Gelas dan Kaca antara lain :

1. Transparant,2. Kuat,3. Tidak mudah bereaksi dengan bahan kimia,4. Kedap air,5. Getas,6. Mudah pecah, dan7. Tembus cahaya.

Sedangkan perbedaan antara gelas dan kaca adalah Jika gelas mengalamai pemanasan akan mudah mengalami pemuaian, tetapi kaca jika mengalami pemansan tidak mudah untuk mengalami pemuaian.

Sumber : http://aya-snura.blogspot.com/2012/06/bahan-konstruksi-kimia.html

Daftar Pustaka

Chem-Is-Try.Org

febdian.net.htm

http://aadhew.wordpress.com/2011/09/26/pembuatan-kaca/

http://hernorjen.blogspot.com/p/makalah-proses-pembuatan-kaca.html

http://aya-snura.blogspot.com/2012/06/bahan-konstruksi-kimia.html