Makalah Tentang Keramik untuk SMK (100% LENGKAP)

A.   DEFINISI KERAMIK

Ditinjau dari kata keramik yang berasal dari kata bahasa Yunani keramos yang berarti bahan yang dibakar, maka yang disebut produk keramik adalah mencakup macam-macam produk yang dibuat melalui proses pembakaran. Adapun juga definisi keramik dari standar ISO adalah lempeng tipis yang dibuat dari lempung/tanah liat dan atau material anorganik lain, biasanya digunakan untuk melapisi dinding dan lantai, pada umumnya dibentuk dengan cara ekstrusi (A) atau dipress/ditekan (B) pada suhu ruang, tetapi dapat juga dibentuk dengan proses lain (C), kemudian dikeringkan dan sesudah itu dibakar pada suhu yang cukup untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan; ubin dapat diglasir (GL) atau tanpa glasir (UGL), tidak mudah terbakar dan tidak dipengaruhi cahaya.

B.   SEJARAH KERAMIK

Pemakaian benda-benda keramik sudah dimulai sejak 10.000 tahun yang lalu. Hasil penggalian barang kuno di Mesir, terdapat keramik yang dibuat 5000 tahun sebelum Masehi, dan penggunaan bata merah sudah sejak 3000 tahun sebelum Masehi. Perkembangan keramik di Eropa dimulai pada masa kejayaan Romawi Yunanai, dan mulai berkembang pesat pada abad 18. Keramik yang terkenal berasal dari Tiongkok sejak 2600 tahun sebelum Masehi. Keramik dari daerah ini terkenal di seluruh dunia karena terbuat dari sejenis tanah putih yang dapat dibakar porselen. Tanah ini disebut dengan tanah Kaolin. Untuk di Indonesia, perkembangan industri keramik berjalan lambat. Bata merah sudah digunakan sejak jaman Majapahit dan Sriwijaya. Sampai awal abad 20, industri keramik yang dominan di Indonesia adalah industri bata dan genteng, ubin merah, alat-alat sanitair dan pipa tanah. Sedangkan pada bidang keramik halus adalah grabah alat rumah tangga, pot atau vas bunga, isolator listrik tegangan rendah dan bata tahan api bata samot. Untuk keramik teknik, Indonesia masih mengimpor dari Negara lain, terutama dari Amerika misalnya untuk isolator listrik tegangan menengah dan tinggi, keramik listrik lainnya serta bata tahan api. Kesulitan yang dihadapi bagi perkembangan keramik halus dan keramik teknik di Indonesia adalah belum adanya industri pengolahan bahan baku dari alam yang dijadikan bahan mentah siap pakai.

C.   BAHAN BAKU KERAMIK

Bahan baku keramik berupa oksida-oksida mineral yang terdapat di alam berupa batuan maupun pelapukan dari batuan. Jenis oksida tersebut adalah : SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O dan Na2O. Oksida-oksida ini banyak terdapat pada tanah liat (lempung), yang terdapat dalam bentuk batuan adalah feldspar, kwarsa dan batu kapur. Bahan baku keramik yang banyak digunakan adalah :

1.      Tanah liat/lempung

Tanah liat merupakan jenis tanah hasil penguraian batuan alam terutama batuan feldspar yang mengandung alumina silikat hidrat. Jenis tanah ini bersifat plastis bila basah dan akan mengeras/membatu bila dipanasi pada suhu tinggi. Lempung terdiri dari butiran-butiran halus yang mengandung bermacam-macam mineral sehingga pada umumnya lempung tidak mempunyai susunan kimia tertentu.

                                 i.            Jenis-jenis tanah liat menurut susunan mineralnya :

• Lempung kaolinit

Susunan kimianya adalah Al2O3.2SiO2.2H2O disebut juga mineral kaolin. Lempung ini berwarna putih bila kadar besinya rendah.

• Lempung Monmorilonit

Berwarna kelabu sampai hijau, bila basah bersifat sangat plastis dan mudah mengembang, bila kering keras dan mudah hancur. Karena sifatnya yang mudah mengembang, serta sifat susut kering yang tinggi maka lempung jenis ini, dalam bidang keramik jarang dipakai.

• Lempung Illit

Lempung ini mengandung illit yaitu sejenis kristal hidromika yang mempunyai sifat susut muainya rendah.

• Lempung klorit

Bentuk kristalnya monokolin, warna khas hijau dan berkilap kaca hingga pudar seperti tanah. Bersifat susut bakar rendah sehingga baik untuk bahan keramik.

                               ii.            Jenis lempung dari terbentuknya

a.       Lempung Primer

                Lempung primer disebut lempung residu, merupakan lempung yang terdapat di sekitar batuan induknya yang lapuk. Lempung ini tidak tercampur dengan bahan lain. Sebagai contoh misalnya, lapuknya flespar akan membentuk kaolin yang bercampur silika. Lempung kaolin ini bersifat baik sebagai keramik putih.

b.      Lempung endapan ataupun lempung sekunder.

                Lempung ini berasal dari lempung lapukan batuan induk, kemudian terbawa arus air, angina atau es sehingga jauh dari batuan asalnya kemudian mengendap di suatu tempat. Jenis lempung ini antara lain : lempung alluvial (lempung yg mengendap sepanjang aliran sungai, rawa atau cekungan di darat), Lempung estuarin ( lempung yang mengendap di muara sungai), Lempung lakustrin (lempung danau atau rawa), Lempung marine ( lempung yang mengendap di laut ), Lempung glacial (lempung yang terbawa angin atau aliran es).

2.      Felspar

                Felspar merupakan jenis batuan yang tidak terlalu keras, tersusun dari mineral alumina silikat. Ada dua jenis yaitu flespar kalium (mengandung K2O) disebut orthoclase feldspar dan felspar natrium (mengandung Na2O) disebut plagioclase felspar. Felspar di industri keramik dipakai sebagai sebagai bahan pelebur (merendahkan suhu leleh), glasir, gelas atau kaca.

3.      Kwarsa

                Berbentuk batuan keras atau pasir. Pemakaian dalam industri keramik yaitu :

1. campuran dalam pembuatan keramik putih dan keramik halus.
2. Campuran pembuatan glasir dan email.
3. Bahan dasar pembuatan gelas atau kaca.
4. Bahan dasar pembuatan batu tahan api jenis silika.
5. Batu pasir kwarsa yang berkadar kwarsa tinggi dapat dipakai sebagai bata silica alam untuk bata tahan api.

4.      Batu kapur

                Dalam industri keramik digunakan sebagai bahan campuran.

D.   SIFAT – SIFAT BAHAN MENTAH

Sifat bahan mentah keramik yang diperlukan adalah sifat fisik dan sifat kimianya, tetapi yang lebih dominan adalah sifat fisiknya. Sifat fisik yang menonjol untuk industri keramik adalah : Susunan butiran. Susunan butiran bahan, akan mempengaruhi sifat fisik lainnya, misalnya keplstisan, susut kering, susut bakar, titik lebur, kekuatan masa keramik dan daya serap air. Suatu jenis lempung yang sama bila susunan butirnya berbeda maka pemakaian untuk pembuatan produk keramik juga berbeda. Sifat kimia dari bahan mentah juga harus diketahui karena erat hubungannya dengan susunan mineral yang dikandung serta produk yang dituju. Susunan kimia bahan berhubungan dengan sifat susut, titik lebur, kelakuan selama pembakaran serta sifat ketahanan kimia dari produk akhir.

E.      PROSES PEMBUATAN KERAMIK

a)      Penyiapan bahan mentah, meliputi :

1)      Penggalian

Penggalian bahan mentah, bahan mentah yang digunakan untuk keramik pada umumnya adalah lempung/tanah liat. Sebagian besar lempung merupakan bentuk endapan yang terletak di permukaan bumi sehingga penggaliannya dilakukan dengan cara terbuka

2)      Penimbunan

Penimbunan, bahan mentah hasil galian sebaiknya ditimbun dahulu. Selama dalam penimbunan, lempung ini diberikan air, jika perlu direndam dalam air. Hal ini perlu dilakukan agar partikel-partikel yang semula di bawah dan kurang menyerap air menjadi lebih lapuk dan menyerap air. Selain itu juga untuk melarutkan garam sulfat yang merugikan. Pada saat penimbunan ini, biasanya juga dilakukan pencampuran dengan bahan lain, misalnya pasir.

3)      Penggilingan

Penggilingan, Untuk lempung yang berbentuk bongkahan yang keras, sebelum ditimbun digiling terlebih dahulu. Penggilingan dilakukan dengan menggunakan kollegrang yang dasarnya berlubang-lubang untuk mendapatkan susunan besar butir yang lebih homogen. Selama digiling didalam alat ini, bahan yang sudah menjadi tepung ditambah dengan air sambil digiling, sehingga keluar dari kollegrang, bahan sudah berbentuk lempung basah. Untuk mendapatkan lempung yang lebih homogen, dilakukan penggilingan lagi di pugmill (mixer). Selesai dari pugmill, bahan diolah lagi di dalam extruder. Di dalam alat ini lempung diaduk dan ditekan, sehingga dihasilkan lempung yang benar-benar padat berbentuk kolom segi empat atau bulat.

b)      Pembentukan Produk Keramik

Proses pembentukan produk keramik sangat menentukan sifat fisik suatu produk keramik. Cara pembentukan keramik tergantung pada : tujuan pemakaian, sifat bentuknya dan bahan dasarnya. Ada empat cara pembentukan produk keramik, yaitu :

1. Cara pembentukan dengan proses lempung lembek (soft mud process).
2. Cara pembuatan dengan proses lempung kaku (Stiff mud).
3. Cara Pembentukan dengan masa slip.
4. Cara Pembentukan dengan proses kering.

c)      Pengeringan

Tujuan pengeringan adalah untuk mnguapkan air yang masih terkandung di dalam produk mentah tadi, sehingga pada saat dibakar tidak banyak terjadi kerusakan, tidak berubah sifat maupun bentuknya. Pada saat pengeringan, akan terjadi penyusutan karena air di dalam bahan mentah akan menguap sehingga butir-butir masa lempung akan mendekat satu sama lain.

Pengeringan produk mentah dilakukan dengan 2 cara, yaitu :

1. Pengeringan alami, yaitu suatu cara pengeringan yang memanfaatkan matahari dan suhu di sekitar benda tersebut. Kecepatan pengeringan alami tergantung oleh : suhu udara di sekitarnya, kelembaban udara, kecepatan gerakan udara.
2. Pengeringan buatan, yaitu cara pengeringan dengan menggunakan tungku pemanas sehingga radiasi panas dari tungku dimanfaatkan untuk mengeringkan keramik mentah tadi.

d)      Pembakaran

Ø  Pembakaran produk keramik bertujuan untuk mendapatkan produk yang bersifat tidak berubah bentuknya, keras, cukup kuat menahan beban, tahan air, padat dan tahan terhadap pengaruh cuaca lainnya. Proses yang terjadi pada keramik selama pembakaran terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

1. Tahap penguapan air mekanis sisa pengeringan.
2. Tahap Penguapan air mineral.
3. Tahap Pembakaran Cepat.

01)  Jenis Tungku Pembakaran

a)      Tungku berkala (periodik).

Tungku yang digunakan untuk pembakaran secara berkala, dimana sejumlah bahan keramik dibakar sekaligus sampai masak kemudian tungku didinginkan lagi dan hasil bakarannya dibongkar. Demikian dilakukan berulang secara berkala. Cara ini terlalu boros karena panas yang hilang banyak sekali, terutama panas untuk memanasi badan tungku dan sewaktu tungku dingin kembali

Jenis – jenis tungku berkala :

• Tungku ladang, tungku yang biasa digunakan untuk membakar bata merah, bersifat tidak permanen. Lamanya pembakaran dari mulai memanasi tungku sampai tungku dingin kembali adalah 5 – 7 hari. Hasil bakaran pada umunya menghasilkan rendamen rendah (60%).
• Tungku berkala permanen. Tungku ini berbentuk ruangan permanen (berbentuk segi empat dan lingkaran). Pada sisi bawah tungku diberi lubang-lubang pembakaran. Hasil bakaran pada umumnya merata dan menghasilkan rendamen antara 70 – 85 %.

b)      Tungku kontinu

Tungku yang bekerja secara terus menerus (tak berhenti) kecuali produksi berhenti. Proses pembakaran berlangsung berhari-hari, berbulan-bulan, dan hasilnya diambil setiap hari atau dalam jangka waktu tertentu.

q  Jenis tungku kontinu ada 2, yaitu :

• Tungku kamar, dikenal dengan tungku Hofman. Berbentuk lorong yang bersekat-sekat menjadi beberapa ruangan. Dengan tungku ini hasil produksi cukup besar, dimana 1 kamar menghasilkan ± 3500 bata dan lebih hemat bahan bakar. Umumnya dipakai untu produksi keramik bangunan skala besar (bata & genteng).
• Tungku terowongan. Berbentuk terowongan yang beratap. Pemabakaran dari samping, masa yang dibakar berjalan melalui lorong ini dengan kereta/lori. Jenis tungku ini termasuk modern untuk saat ini dg bahan bakar cair atau gas. Umumnya dipakai untuk produksi keramik halus, produk-produk keramik missal yang mutu dan harganya tinggi seperti produk sanitair.