Slide 1 : Indonesia negara dan tanah air tercinta kita tak pernah luput dari “BENCANA” baik bencana yang terjadi karena fenomena alam yang ada maupun bencana yang terjadi karena kesalahan manusia.(“Human Error”) . Slide2: Apa itu “ Human Error” ? Human Error dapat didefinisikan suatu keputusan. Tindakan yang mengurangi atau potensial untuk mengurangi efektifitas keamanan atau performansi suatu sistem (Mc Cormick, 1993). Persepsi ini sebenarnya kurang tepat, mengingat banyak faktor dan aspek lain yang dapat secara langsung maupun tidak mendorong seorang operator melakukan tindakan yang tidak begitu tepat. Slide 3: Salah satu contoh Human Error atau bencana yang terjadi karena kelalaian manusia adalah runtuhnya Jembatan Kutai Kertanegara di Kalimantan Timur.
Inilah Gambar Jembatan KuKar sebelum runtuh..... http://o-o.preferred.smartcgk1.v16.lscache1.c.youtube.com/videoplayback?upn=FtuaxFxum0 cgk1.v16.lscache1.c.youtube.co m/videoplayback?upn=FtuaxFxum0E&cp=U0hSS1dOT1 E&cp=U0hSS1dOT19FS 9FS 0NOMl9PSFNIOmF4V0dYdVVEcHhK&ip=11 0NOMl9PSFNIOmF4 V0dYdVVEcHhK&ip=114.0.0.0&source=youtube&factor=1.25 4.0.0.0&source=youtube&factor=1.25&fexp &fexp =907217%2C907335%2C921602% =907217%2C90 7335%2C921602%2C919306%2C9 2C919306%2C913539%2C90445 13539%2C904452&keepalive=yes&key 2&keepalive=yes&key =yt1&algorithm=throttlefactor&cm2=1&expire=1336731701&sver=3&itag=34&sparams=algorithm%2Cburst%2Ccp %2Cfactor%2Cid%2Cip%2Cipbits%2Citag%2Csource%2Cupn%2Cexpire&signature=A7A
28E97B1E722785BC09D7B285A2B0311D0 28E97B1E722785BC09D7B2 85A2B0311D0CAC5.0BF515B7D CAC5.0BF515B7D004B08CF1CBC1CE6 004B08CF1CBC1CE6C997 C997 E3A2B3569C4&id=a44cc9ad4f24856c&burst=40&ipbits=8 (Ini kalo perlu video video sebelum runtuh, bagaimana bagaimana jembatan ini berfungsi sehari ) Slide: XXX Apa saja faktor yang menyebabkan runtuhnya runtuhnya Jembatan tersebut ? Kemungkinan penyebabnya penyebabnya sebagai berikkut : (tolong kasih animasi sediki t ) 1. Besi keropos dan bolong pada material tersebut. 2. Jembatan runtuh saat sedang dilakukan pekerjaan perbaikan tali perbaikan tali jembatan 3. Jembatan rentan mengalami korosi 4. Diduga kelemahan terdapat pada komponen penyambung (klem) 5. Beban yang melintasi badan lintasan melebihi kapasitas (overload) 6. Pergeseran pondasi jembatan akibat benturan dengan transportasi perairan 7. Faktor beban tetap, beban angin, beban kendaraan, maupun faktor pengaruh alam.
Slide: Xxxxx Inilah foto-foto runtuhnya jembatan Kutai Kertanegara... (di slide foto ini tayangin satu2 sama tolongin kasih back sound lagu sedih yang pas buat bencan kan ini bencana yang menelan korban gitu lohh.....)
Foto Runtuhnya Jembatan Kutai Kartanegara
Jembatan Kutai Kartanegara yang menghubungkan Tenggarong dan Tenggarong Seberang, Kalimantan Timur, runtuh, Sabtu (26/11/2011). Pada saat kejadian, jembatan sedang ramai aktivitas aktivitas lalu lalang kendaraan.
Jembatan yang menghubungkan Tenggarong dan Kalimantan Timur ini runtuh sekitar pukul 16.20 WITA.
Tenggarong
Seberang,
Sedikitnya 100 orang mengalami luka-luka akibat ambruknya jembatan ini.
Seluruh ruas jembatan yang panjangnya mencapai satu kilometer tersebut runtuh total. Hanya pondasi dan bangunan tempat mengantungnya kabel yang terlihat masih utuh.
Sejumlah warga menyaksikan Jembatan Mahakam II atau terkenal dengan Jembatan Kutai Kartanegara, yang runtuh pada Sabtu (26/11/2011) sekitar pukul 16.30.
Sejumlah mobil yang masih terjebak di Jembatan Mahakam II atau Jembatan Kutai Kartanegara yang runtuh pada Sabtu (26/11/2011) sekitar pukul 16.30.
Jembatan Mahakam II atau Jembatan Kutai Kartanegara yang juga dikenal sebagai Golden Gate Kalimantan, dan menjadi kebanggaan masyarakat Kalimantan, runtuh pada Sabtu (26/11/2011).
Sejumlah mobil berjatuhan ke sungai. Tak kurang dari 3 orang tewas saat jembatan tersebut runtuh.
Sebuah mobil tersangkut di salah satu pilar jembatan. Mobil tersebut tersangkut dengan posisi terbalik. Sumber : http://menujuhijau.blogspot.com/2011/11/foto-runtuhnya-jembatan-kutai.html
Slide :xxxxx Dalam kasus runtuhnya jembatan. Terdapat beberapa bukti-bukti ilmiah mengenai runtuhnya Jembatan KuKar sebagai berikut ;
Tim
investigasi
runtuhnya
Jembatan
Kutai
Kertanegara
(KuKar)
menyatakan
menemukan besi keropos dan bolong pada material jembatan tersebut
Ini kondisi yang kita peroleh di lapangan. Hasil belahan secara mendalam terlihat adanya tanda-tanda keropos. Banyak titik – titik atau bolong- bolong kecil, dan menimbulkan efek pelemahan pada sistem sambungan itu. Dari luka lama itu semua berakumulasi pada saat pemeliharaaan dilakukan ditambah adanya tegangan. Meski tidak banyak tapi dapat membuat sistem gagal.
Kegagalan pada sistem sambungan di antara batang hangar dan kabel utama akibat akumulasi kerusakan yang terus terjadi di jembatan. Kegagalan pada sistem sambungan antara batang hanger dan kabel utama pada dasarnya terjadi akibat akumulasi masalah sejak jembatan direncanakan.
Jembatan Kartanagara (714 m) terletak di Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur. Tampak samping adalah sebagai berikut:
Jadi sebenarnya bentang tengah jembatan di atas hanya sekitar 270 m, meskipun demikian ternyata menjadi jembatan gantung terpanjang ke-3 setelah jembatan Mamberamo (235 m) di Papua, dan jembatan Barito (240) di Kalimantan. Truss pengaku dari jembatan gantung tersebut dibuat dengan memodifikasi jembatan rangka baja standar Bina Marga kelas A45 dengan panjang totalnya 470 m, lebar jalur 7 m. Karena terbuat dari Baja inilah yang memungkinkan terjadinya korosi .
Mengapa harus dibuat jemabatan gantung? Jembatan gantung itu dipilih karena kondisi sungai yang mengharuskannya, bayangkan saja sungai lebar dan mempunyai kedalaman sekitar 30-40 m, jadi tentu saja akan menyulitkan jika mempunyai pondasi di tengah sungai. Dengan jembatan gantung maka cukup dibangun pilon atau tower jembatan di pinggir, selanjutnya dibentangkan kabel dan baru disusul oleh rangkaian truss pengaku. Ini mungkin ada gambaran tentang proses pelaksanaan jembatan tersebut.
Sistem truss pengaku yang dimaksud yaitu rangka batang, yang mana setiap segmen digantung ke kabel di atasnya. Jadi yang dimaksud pegangan pada berita-berita adalah sebagaimana yang terlihat pada gambar di atas. Proses pelaksanaan secara bertahap dan akhirnya ketika jadi adalah sbb:
Faktor penggerusan dasar sungai terhadap posisi pilar jembatan juga tidak boleh diabaikan, karena menurut informasi terdapat pergeseran posisi pilar akibat kejadian ditabrak kapal yang berlalu lintas di sungai Mahakam. Walaupun sudah memperhitungkan semua kemungkinan pembebanan, tidak mustahil ada beberapa bagian elemen struktur yang mengalami perlemahan akibat korosi. Dan menurut pemeriksaaan ternyata pegangan kabel vertikal putus dari konstruksi jembatan KuKar . Ada beberapa dugaan :
1. kabel yang putus, meskipun kesannya terjadi pada waktu yang singkat, dapat dipastikan dimulai dari satu kabel terlebih dahulu yang kemudian memicu terjadinya keruntuhan progresif berikutnya.
2. Mengapa ada satu kabel yang putus, adakah karena karat (korosi), kerusakan akibat tertabrak benda asing, atau bisa juga diakibatkan sabotase, atau ada yang lain.
Stress rasio yang cukup besar. Tegangan kerja terhadap tegangan leleh (sering disebut strees rasio) oleh adanya beban dek dan beban kendaraan yang berulang (siklik) pada alat sambung yang cukup tinggi(meskipun masih di dalam daerah elastiknya tetapi stress ratio lebih dari 0.3) akan menyebabkan retak awal pada daerah tegangan maksimumnya, retak itu semakin besar oleh semakin banyaknya beban berulang dari kendaraan yang melewatinya. Retak mengurangi luas tampang dan inersia tampang.Pengurangan luasan
dan inersia tampang akan meningkatkan tegangan. Proses berkurangnya luasan dan meningkatnya tegangan ini terus berulang dan semakin meningkat hingga akhirnya alat sambung itu tidak dapat lagi menahan beban dek dan beban kendaraan. Apabila sebagian besar alat sambung mengalami hal serupa maka kerusakan sebuah batang vertikal dapat menyebabkan kerusakan beruntun sehingga seluruh dek runtuh secara tiba-tiba. Hal in dapat disebut sebagai indikasi Fatigur, yaitu kelelahan bahan akibat beban yang berulang terus.
Banyak kendaraan dengan muatan lebih (overload) yang menyebabkan stress ratio meningkatkan sehingga akibat beban siklik kerusakan akibat lelah (Fatigue) terjadi.
Korosi yang cukup signifikan , pada batang hanger, dek utama, sambungan jembatan, dlll. Karena rata karena bahan utamanya terbuat dari baja dan jembatan itu di tempat terbuka terhadap perubahan cuaca maka rentan terhadap masalah korosi. Jadi memang diperlukan perawatan yang lebih sering untuk menghindari korosi itu. Beberapa kemungkinan macam-macam korosi yang dapat terjadi pada runtuhnya jembatan KuKar yaitu korosi atmosfer, korosi galvanis, korosi regangan,korosi arus liar, korosi pelarutan selektif.
Slide xxxx : Menurut analisa para ahli dan rangkuman bukti ilmiah diatas , dapat dilihat dalam video ini secara seksama. (Ini dalam bentuk animasi penyebabnya) http://o-o.preferred.smartcgk1.v1.lscache4.c.youtube.com/videoplayback?ipbits=8&algorithm=throttlefactor&expire=1336727823&sver=3&signature=CE53D589CC7796C987CE993E60402AC0 9E54982C.D6CDFBBBB973289A1A62CDE741F8FBE2C29AD5DC&sparams=algorithm% 2Cburst%2Ccp%2Cfactor%2Cid%2Cip%2Cipbits%2Citag%2Csource%2Cupn%2Cexpire&s ource=youtube&fexp=907217%2C907335%2C921602%2C919306%2C913539%2C904452 &factor=1.25&burst=40&cm2=1&cp=U0hSS1dNVV9HTUNOMl9PR1lJOmN4V0dYdVRK cXpM&keepalive=yes&upn=Ei8huRuK93k&id=dca1bb42be0c8598&itag=34&ip=114.0.0.0 &key=yt1
Slide:xxxxxx
Setelah melihat video tadi, dan telah mengetahui tentang apa yang membuat runtuhnya Jembatan kebanggan masyarakat Kalimantan. Ada beberapa hal yang dapa kita pelajari:
Korosi Sifat dan Bahan Konstruksi Tegangan dan Regangan Baja Paduan dan Unsur Baja Paduan
Hal ini dapat dipelajari pada mata kuliah “Bahan Konstruksi.”
Slide :xxxx Mari kita bahas satu persatu secara terperinci : Slide:xxx
Apa itu korosi ?
Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi dan baja.
Reaksi yang terjadi ?
Peristiwa korosi sendiri merupakan proses elektrokimia, yaitu proses (per ubahan / reaksi kimia) yang melibatkan adanya aliran listrik. Bagian tertentu dari besi berlaku sebagai kutub negatif (elektroda negatif, anoda), sementara bagian yang lain sebagai kutub positif (elektroda positif, katoda). Elektron mengalir dari anoda ke katoda, sehingga terjadilah
peristiwa korosi.
Bagaimana mekanisme terjadi korosi : (pake video yang dari c jessii yang tentang korosi )
Macam Korosi : ( Ini ada 2 versi terserah mau milih yang mana) Versi 1
Korosi adalah suatu proses elektrokimia dimana atom-atom akan bereaksi dengan zat asam dan membentuk ion-ion positif (kation). Hal ini akan menyebabkan timbulnya aliran-aliran elektron dari suatu tempat ke tempat yang lain pada permukaan metal. Secara garis besar korosi ada dua jenis yaitu :
1. Korosi Internal yaitu korosi yang terjadi akibat adanya kandungan CO2 dan H2S pada minyak bumi, sehingga apabila terjadi kontak dengan air akan membentuk asam yang merupakan penyebab korosi. 2. Korosi Eksternal yaitu korosi yang terjadi pada bagian permukaan dari sistem perpipaan dan peralatan, baik yang kontak dengan udara bebas dan permukaan tanah, akibat adanya kandungan zat asam pada udara dari tanah.
Secara terperinci, korosi dibedakan menjadi : A. Korosi Atmosfer Korosi ini terjadi akibat proses elektrokimia antara dua bagian benda padat khusunya metal besi yang berbeda potensial dan langsung berhubungan dengan udara terbuka.
Faktor-faktor yang menentukan tingkat karat atmosfer, yaitu : Jumlah zat pencemar di udara (debu, gas), butir-butir arang, oksida metal, H2SO4, NaCl, (NH4)2SO4. Suhu
Kelembaban kritis Arah dan kecepatan angin Radiasi matahari Jumlah curah hujan
B. Korosi Galvanis Korosi ini terjadi karena proses elektro kimiawi dua macam metal yang berbeda potensial dihubungkan langsung di dalam elektrolit sama. Dimana electron mengalir dari
metal kurang mulia (Anodik) menuju metal yang lebih mulia (Katodik), akibatnya metal yang kurang mulia berubah menjadi ion-ion positif karena kehilangan electron. Ion-ion positif metal bereaksi dengan ion negatif yang berada di dalam elektrolit menjadi garam metal. Karena peristiwa tersebut, permukaan anoda kehilangan metal sehingga terbentuklah sumur sumur karat (Surface Attack ) atau serangan karat permukaan.
Contoh, suatu tube sheet atau bundle sebuah alat penukar kalori (cooler ). Tube sheet terbuat dari karbon steel (baja karbon), dan tubenya dari paduan tembaga (Aluminium bronze), kalau ditinjau pada electromotive series jelas bahwa baja (ferrum) lebih tinggi letaknya daripada tembaga, jadi baja dalam kondisi ini menjadi lebih anodic terhadap paduan tembaga, karenanya terjadilah sel karat galvanic dan akibatnya tube sheet baja tersebut berkarat dan kehilangan metal pada permukaannya.
C. Korosi Regangan Korosi ini terjadi karena pemberian tarikan atau kompresi yang melebihi batas ketentuannya. Kegagalan ini sering disebut Retak Karat Regangan (RKR) atau stress corrosion
cracking. Sifat retak jenis ini sangat spontan (tiba-tiba terjadinya/ spontaneous), regangan biasanya bersifat internal yang disebabkan oleh perlakuan yang diterapkan seperti bentukan dingin atau merupakan sisa hasil pengerjaan (residual ) seperti pengelingan, pengepresan dan lainlain.
D. Korosi Celah Korosi celah ( Crecive Corrosion) ialah sel korosi yang diakibatkan oleh perbedaan konsentrasi zat asam. Karat ini terjadi, karena celah sempit terisi dengan elektrolit (air yang
pHnya rendah) maka terjadilah suatu sel korosi dengan katodanya permukaan sebelah luar celah yang basah dengan air yang lebih banyak mengandung zat asam daripada bagian sebelah dalam celah yang sedikit mengandung zat asam sehingga akibatnya bersifat anodic. Contoh, sebuah logam stainless steel di masukkan ke dalam air laut dalam waktu yang cukup lama sehingga pada permukaan logam yang semula rata dan bersih tidak ada karat akan menjadi bergelombang pada permukaannya dan berkarat, hal itu mencerminkan bahwa terjadi perbedaan konsentrasi zat asam antara logam dan air laut.
E. Korosi Arus Liar Korosi arus liar ialah merasuknya arus searah secara liar tidak disengaja pada suatu konstruksi baja, yang kemudian meninggalkannnya kembali menuju sumber arus.
Prinsip serangan karat arus liar ini adalah merasuknya arus searah secara liar tidak disengaja pada suatu konstruksi baja, kemudian meninggalkannnya kembali menuju sumber arus. Pada titik dimana arus meninggalkan konstruksi, akan terjadi serangan karat yang cukup serius sehingga dapat merusak konstruksi tersebut.
F. Korosi Pelarutan Selektif Korosi pelarutan selektif ini menyangkut larutnya suatu komponen dari zat paduan yang biasa disebut pelarutan selektif (Selective Dissolution) atau partino / de alloying . Zat
komponen yang larut selalu bersifat anodic terhadap komponen yang lain. Walaupun secara visual tampak perubahan warna pada permukaaan paduan namun tidak tampak adanya kehilangan materi berupa takik, perubahan dimensi, retak atau alur. Bentuk
permukaan
tampaknya
tetap
tidak
berubah
termasuk
tingkat
kehalusan/kekasarannya. Namun sebenarnya berat bagian yang terkena jenis karat ini menjadi berkurang, berpori-pori dan yang terpenting adalah kehilangan sifat mekanisnya menjadi getas dan mempunyai kekuatan tarik sangat rendah. G. Korosi Erosi Korosi erosi ialah proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh aliran fluida yang sangat cepat . Korosi erosi dapat dibedakan pada 3 kondisi, yaitu :
1. Kondisi aliran laminar 2. Kondisi aliran turbulensi 3. Kondisi peronggaan
Korosi erosi disebabkan oleh beberapa factor, yaitu : 1. Perubahan drastis pada diameter lubang bor atau arah pipa 2. Penyekat pada sambungan yang buruk pemasangannya 3. Adanya celah yang memungkinkan fluida mengalir di luar aliran utama 4. Adanya produk korosi atau endapan lain yang dapat mengganggu aliran laminer
H. Korosi Bakteri Korosi ini hanya disebabkan oleh suatu bakteri anaerobic yang hanya bertahan dalam kondisi tanpa ada zat asam. Bakteri ini mengubah garam sulfat menjadi asam yang reaktif dan menyebabkan karat.
Anoda 4Fe 4Fe++ + 8e+ Katoda 8H2O 8H + 8OH- - 8e8H + Na2SO4 4H2O + Na2S Na2S + 2H2CO3 2NaHCO3 + H2S (Asam) 4Fe + 2H2O + Na2SO4 + 2H2CO3 (Bakteri) 3Fe(OH)2 + FeS + 2NaHCO 3 (Produk Karat)
Adapun bakterinya Sporvobrio Desulfuricans, pencegahannya dengan memberi aerasi ke dalam air. Adapun mikro organism yang lain yaitu bakteri yang membentuk lapisan berlendir (slime) menyebabkan deposisi besi, jamur dan alga. Bakteri ini melubangi filter, menyebabkan karat dengan cara membuntu pipa-pipa pendingin. Pencegahannya dengan senyawa Quarternary Ammonium dan Phenol (Pengendali slime), Curri Sulfat (Pengendali Alga). Macam-macam bakteri yang dapat menimbulkan korosi
I. Karat Titik Embun Karat titik embun ini diesebabkan oleh factor kelembababn yang menyebabkan titik embun ( dew point) atau kondensasi. Tanpa adanya unsure kelembaban relative, segala
macam kontaminan (zat pencemar) tidak akan atau sedikit sekali menyebabkan pengkaratan. Titik embun ini sangat korosif terutama di daerah dekat pantai dimana banyak partikel air asin yang terhembus dan mengenai permukaan metal, atau di daerah kawasan industry yang kaya dengan zat pencemar udara.
Versi 2 Klasifikasi Korosi Berdasarkan Bentuknya
Uniform corrosion yaitu korosi yang terjadi pada seluruh permukaan logam / paduan
yang bersentuhan dengan elektrolit, dengan intensitas sama.
Galvanic corrosion terjadi bila dua logam yang berbeda berada dalam satu elektrolit .
Crevice corrosion terjadi pada celah-celah yang sempit.
Pitting corrosion merupakan korosi yang terlokalisir pada satu atau beberapa titik dan
mengakibatkan terjadinya lubang kecil yang dalam (berbahaya).
Intergranular corrosion yaitu korosi yang terjadi pada batas butir.
Erosion corrosion yaitu korosi yang dipercepat oleh adanya erosi yang ditimbulkan oleh
gerakan cairan.
Stress corrosion yaitu korosi yang timbul sebagai akibat bekerjanya tegangan dan media
yang terkorosit.
Slide:xxx Setelah mengetahui Apa itu korosi dan dampak nyata yang ditimbulkan oleh korosi maka dilakukan cara – cara pencegahan korosi baik secara umum maupun untuk kasus runtuhnya Jembatan Kutai Kertanegara adalah sebagai berikut : 1. Pencegahan korosi :
Suatu elektrolit mempunyai pengaruh yang berbeda terhadap bahan yang berbeda, dengan kata lain bahan tertentu akan tahan korosi terhadap suatu ektrolit tertentu. Contoh kombinasi logam/paduan – elektrolit korosif yang memiliki sifat tahan korosi yang tinggi terhadap elektrolit itu :
Stainless steel – nitric acid; Nickel/nickel alloy – caustic; Monel – hydrofluoric acid;
Lead – dilute sulfuric acid;
Aluminium – nonstaining atmospheric exposure;
Steel – concentrated sulfuric acid.
2. Merubah kondisi lingkungan Ada beberapa hal yang dapat dilakukan untuk menurunkan tingkat korosi :
Menurunkan temperatur,
Menurunkan kecepatan aliran elektrolit,
Menghilangkan oksigen/oksidiser terlarut,
Menurunkan konsentrasi.
3. Catodic protection : Pada reaksi korosi di anode akan terjadi reaksi yang menghasilkan elektron dan bila elektron ini dialirkan ke luar dari anode ke katode, maka reaksi korosi akan berlanjut terus.
Untuk menghindarkan hal tersebut dapat dilakukan dengan mensupplay arus listrik dari luar atau dengan sacrificial anode (galvanic coupling dengan logam yang kurang mulia dibandingkan dengan logam yang akan dilindungi (lihat gambar). 4. Surface coating : Terdapat 3 jenis pelapisan (coating), yaitu :
Metallic coating, yaitu melapisi dengan logam yang kurang mulia dibandingkan dengan
logam yang dilindungi, contoh baja dilapisi dengan seng;
Oxyde coating, yaitu melapisi dengan oksida (secara alamiah terjadi pada aluminium).
Juga dapat dibuat yaitu dengan mencelupkan logam yang akan dilindungi ke dalam oxydizing agent yang kuat (chromate atau carbonate yang dipanaskan), atau dengan anodizing;
Organic coating, yaitu pelapisan dengan senyawa organik, misalnya pengecatan.
5. Desain yang tepat : Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam mendesain suatu produk, antara lain:
Hindari adanya celah-celah sempit;
Hindari adanya kantong-kantong yang memungkinkan adanya sisa cairan;
Bagian-bagian yang mudah rusak harus mudah penggantiannya;
Hindari adanya bagian yang mengalami tegangan yang besar;
Pada konstruksi pipa, hindari adanya belokan yang terlalu tajam;
Hindari adanya kantong-kantong udara pada saluran/tangki.
6. Perawatan.
Setelah bangunan selesai masa konstruksi masih diperlukan anggaran untuk pemeliharaan. 7. Sistem pengawasan . Diperlukan sistem monitoring jembatan selama masa rencana umur jembatan. Dengan kemajuan teknologi informasi dan komunikasi saat ini, sangatlah mudah untuk memonitor kondisi jembatan dari waktu ke waktu, bahkan setiap detiknya. Monitoring terhadap pengaruh linkungan, pengaruh lalu lintas, pengaruh efek kelelaham material akan dengan mudah diketahui dan bisa diketahui sejak dini, sehingga peristiwa runtuhnya jembatan secara tiba-tiba dapat dicegah. Sekarang, bagaimana kita memanfaatkan teknologi untuk mencegah terjadinya
korban
jiwa
dan
materiil
akibat
runtuhnya
jembatan.
Elastisitas Bahan Konstruksi Pemahaman dasar elastisitas Elastisitas aadalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan Hukum Hooke
untuk benda non Pegas.
Bahan- Bahan Konstruksi Beton Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= 24 GPa Nisbah Poisson : μ = 0,15
Tembaga Sifat elastic : Modulus elastisitas : E = 100-150GPa Modulus geser : S = 35 GPa Yield point : Y = 76-1100 MPa Nisbah Poisson : μ =0,33-0,35
Besi Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= 100 GPa Modulus geser : S = 40 GPa
Baja maka berarti mutu bajanya semakin kuat atau tegangan lelehnya semakin besar, tetapi peregangannya semakin kecil, ini berarti semakin tinggi mutu baja sifatnya semakin getas(mudah patah). Sifat-sifat mekanis lainnya yang perlu diketahui adalah sebagai berikut: Modulus Elastis : E = 200.000 MPa Modulus Geser : S = 80.000 MPa Yield point : Y = 205-1725 MPa Nisbah Poisson : μ = 0,30 Koefisien pemuaian : α = 12 x 106 / Co Keuntungan : Mempunyai ketahanan terhadap tarik yang tinggi
Disamping mempunyai ketahanan gaya tarik, juga tahan terhadap gaya desak
Berat Struktur secara keseluruhan lebih ringan dibandingkan beton
Pondasi bangunan lebih ringan
Dimensi lebih ramping
Mudah didaur ulang
Sifat – sifat dari bahan tersebut harus dikenali dengan baik agar dapat menggunakan dan memilih bahan untuk digunakan secara keteknikan dengan tepat. Sifat – sifat ini tentunya sangat banyak macamnya, karena sifat ini dapat ditinjau dari berbagai bidang keilmuan, misalnya ditinjau dari ilmu kimia, akan diperoleh sifat – sifat kimia, demikian juga bila ditinjau dari segi fisika, maka akan diperoleh pula sif at – sifat fisika dari suatu bahan tersebut, dan lain sebagainya. Class Property Class Property Physical Dimension, shapeDensity or specific Mechanical Strength, tension, gravityPorosityMoisture compression, shear and contentMacrostructureMicrostructure flezure (under static, impact or fatigue condition)Stiffness, Thoughness, Elasticity, Plasticity, Ductility, Brittleness, Hardness, Wear resistance Chemical Oxide or compound Thermal Specific compositionAcidity or heatExpansionConductivity alkalinityResistance to corrosion or weathering Physico- Water-absorptive or water-repellant Electrical ConductivityMagnetic chemical action, Shrinkage and swell due to and parmeabilityGalvanic moisture changes magnetic actionColourLight optical transmissionLight reflection Acoustical Sound transmissionSound reflection
Secara lebih terperinci akan dipaparkan sifat mekanikal sebagai berikut :
Sifat mekanik Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa sifat mekanik adalah salah sa tu sifat yang terpenting, karena sifat mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang terbuat dari bahan tersebut) untuk menerima beban/gaya/energi tanpa menimbulkan kerusakan pada bahan/komponen tersebut. Seringkali bila suatu bahan mempunya sifat mekanik yang baik tetapi kurang baik pada sifat yang lain, maka diambil langkah untuk mengatasi kekurangan tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan. Misalkan saja baja yang sering digunakan sebagai bahan dasar pemilihan bahan. Baja mempunyai sifat mekanik yang cukup baik, dimana baja memenuhi syarat untuk suatu pemakaian tetapi mempunyai sifat tahan terhadap korosi yang kurang baik. Untuk mengatasi hal itu seringkali dilakukan sifat yang kurang tahan terhadap korosi tersebut diperbaiki dengan cara pengecatan atau galvanising, dan cara lainnya. Jadi ti dak harus mencari bahan lain seperti selain kuat juga harus tahan korosi, tetapi cukup mencari bahan yang syarat pada sifat mekaniknya sudah terpenuhi namun sifat kimianya kurang terpenuhi. Berikut adalah beberapa sifat mekanik yang penting untuk diketahui :
Kekuatan ( strength), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan menjadi patah. Kekuatan ini ada beberapa macam, tergantung pada jenis beban yang bekerja atau mengenainya. Contoh kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan torsi, dan kekuatan lengkung.
Kekerasan (hardness), dapat didefenisikan sebagai kemampuan suatu bahan untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau penetrasi. Sifat ini berkaitan dengan sifat tahan aus (wear resistance). Kekerasan juga mempunya korelasi dengan kekuatan.
Kekenyalan (elasticity), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setela h tegangan dihilangkan. Bila suatu benda mengalami tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk. Apabila tegangan yang bekerja besarnya tidak melewati batas tertentu maka perubahan bentuk yang terjadi hanya bersifat sementara, perubahan bentuk tersebut akan hilang bersama dengan hilangnya tegangan yang diberikan. Akan tetapi apabila tegangan yang bekerja telah melewati batas kemampuannya, maka sebagian dari perubahan bentuk tersebut akan tetap ada walaupun tegangan yang diberikan telah dihilangkan. Kekenyalan juga menyatakan seberapa banyak perubahan bentuk elastis yang dapat terjadi sebelum perubahan bentuk yang permanen mulai terjadi, atau dapat dikatakan dengan kata lain adalah kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah menerima bebang yang menimbulkan deformasi.
Kekakuan ( stiffness), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. Dalam beberapa hal kekakuan ini lebih penting daripada kekuatan.
Plastisitas ( plasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses dengan berbagai macam pembentukan seperti forging, rolling, extruding dan lain sebagainya. Sifat ini juga sering disebut sebagai keuletan (ductility). Bahan yang mampu mengalami deformasi plastik cukup besar dikatakan sebagai bahan yang memiliki keuletan tinggi, bahan yang ulet (ductile). Sebaliknya bahan yang tidak menunjukkan terjadin ya deformasi plastik dikatakan sebagai bahan yang mempunyai keuletan rendah atau getas (brittle).
Ketangguhan (toughness), menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Juga dapat dikatakan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu kondisi tertentu. Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini sulit diukur.
Kelelahan (fatigue), merupakan kecendrungan dari logam untuk patah bila menerima tegangan berulang – ulang (cyclic stress) yang besarnya masih jauh dibawah batas kekuatan elastiknya. Sebagian besar dari kerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan oleh kelelahan ini. Karenanya kelelahan merupakan sifat yang sangat penting, tetapi sifat ini juga sulit diukur karena sangat banyak faktor yang mempengaruhinya.
Creep, atau bahasa lainnya merambat atau merangkak, merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik yang besarnya berubah sesuai dengan fungsi waktu, pada saat bahan atau komponen tersebut tadi menerima beban yang besarnya relatif tetap.
Pengaruh Unsur Paduan Baja.
Baja merupakan paduan antara Fe dan C, Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasan, keuletan serta kelelahan suatu baja,maka logam ini paling banyak di proses dengan perlakuan panas.
Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C)
Karbon merupakan unsur „pengeras utama‟ pada baja . Jika kadar Carbon ditingkatkan maka akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun.
Ada 3 jenis pembagian baja :
Baja Construksi (kandungan Karbon antara 0,1-0,6%), baja karbon perkakas (0,5-1,4%), dan baja Case hardening (0,005-0,25%).
Unsur-unsur paduan yang dominan dalam baja antara lain : C, Mn, P, S dan Si.
Karbon (C)
* Karbon merupakan paduan utama dan pengaruhnya sangat bes ar pada baja dengan membentuk karbida Fe3C / sementit yang keras. * Penambahan karbon akan meningkatkan kekerasan dam kekuatan baja. Tetapi sifat elastisitas, kemampuan untuk di tempa, di las dan di mesin akan menurun. * Biasa berdampingan dengan Si, Mn, S dan P sebagai akibat dari bijih dan proses pembuatannya. * Kadar karbon tidak mempengaruhi kepada daya tahap korosi terhadap air, asam maupun gas. Mangan (Mn)
* Berperan meningkatkan kekuatan dan kekerasan * Menurunkan laju pendinginan kritik * Meningkatkan ketahanan abrasi * Memperbaiki kualitas permukaan * Mengikat Sulfur (S) sehingga memperkecil terbentuknya sulfide besi (FeS) yang dapat menimbulkan rapuh panas (hot shortness).
Posfor (P)
* Pada baja sangat merugikan, oleh karena itu pada baja kualitas tinggi selalu diusahakan maksimum :0,03-0,05%. Sulfur (S)
* Unsur belerang dapat menyebabkan baja menjadi getas, oleh karena itu hanya diperkenankan kadarnya antara 0,025-0,030%. Silikon (Si)
* Seperti halnya Mn, Si ini selalu akan terdapat dalam baja, karena bijih besi selalu mengandung Mn dan Si * Pada baja maksimum 0,35% * Menaikkan sifat mekanik * Menaikkan ketahanan terhadap larutan kimia (14% S) tetapi sifatnya menjadi kaku. Krom (Cr)
* Membentuk karbida (tergantung jenis perlakuan dan kadarnyai) * Meningkatkan temperatur austenisasi * Meningkatkan ketahann korosi * Meningkatkan mampu keras * Meningkatkan kekuaatna dan kekerasan * Meningkatkan ketahanan aus Molibden (Mo)
* Sangat besar pengaruhnya terhadap sifat mampu keras dibanding unsur lain * Menaikkan kekuatan, kekerasan * Dikombinasikan dengan krom dan nikel akan menghasilkan titik luluh dan kekuatan tarik yang tinggi * Mempunyai kecenderungan yang tinggi untuk membentuk karbida * Menurunkan kepekaaan terhadap temper embrittlement. Vanadium (V)
* Menaikkan titik luluh dan kekuatan * Pembentuk karbida yang kuat dan stabil * Penambahan sedikit Vanadium menaikkan kekerasan pada tempertaur tinggi dan mengurangi pertumbuhann butir. Nikel (Ni)
* Menaikkan kekuatan * Menaikkan ketangguhan * Meningkatkan ketahanan korosi
C, Mn dan Ni merupakan unsur-unsur penyetabil austenit Si, Cr, Mo,W dan Al merupakan unsur-unsur penyetabil ferit Ti, Nb, Cr, W, Mo, V, Ta, Zr merupakan unsur-unsur pembentuk karbida
Proses perlakuan panas yang berbeda akan menghasilkan struktur mikro yang berbeda pula
Struktur mikro yang akan ada pada baja akibat proses perlakuan panas adalah ferit , sementit, perlit, bainit, martensit dan karbida. Ferit
* Terbentuk dari proses pendinginan yang lambat dari austenit (baja hypoeutectoid) * Bersifat lunak dan ulet * Mempunyai konduktivitas panas yang tinggi. Sementit
* Senyawa besi dan karbon (Fe3C) * Bersifat keras * Pada pendinginan lambat bentuknya lamellar. Perlit
* Campuran antara ferit dan sementit * Pada 0,8% karbon perlit yang tebentuk berupa campuran ferit dan sementit yang tampak seperti pelat-pelat yang tersusun secara bergantian. Bainit
* Merupakan fasa yang kurang stabil (metastabil) * Diperolah dari austenit pada temperatur yang lebih dari t emperatur transformasi ke perlit dan lebih tinggi dari temperatur transformasi ke martensit * Hasil transformasi berupa struktur yang terdiri dari ferit dan sementit (tetapi bukan perlit). * Kekerasan bervariasi tergantung pada temperatur transformasinya * Jika terbentuk pada temperatur yang relatif tinggi disebut upper bainit (strukturnya seperti perlit yang sangat halus). * Jika terbentuk pada temperatur yang relatif rendah disebut lower bainit (strukturnya menyerupai martensit temper). Martensit
* Merupakan fasa yang terbentuk akibat karbon larut lewat jenuh pada besi alfa * Terjadi dengan pendinginan yang cepat * Sel satuannya Body Center Tetragonal (BCT) * Atom karbon dianggap menggeser latis kubus menjadi tetragonal * Makin tinggi konsentrasi karbon, makin banyak posisi interstisi yang terisi sehingga efek tetragonalitasnya makin besar.
