Baja: Jenis, Sifat, Cara Pengerjaan, Kelebihan Kekurangan dan Perlindungan

  • Share

Besi-baja (acapkali disebut baja saja), adalah panduan antara besi dan karbon, dengan kandungan karbon lebih sedikit dibanding besi tuang, tetapi lebih banyak dari besi tempa.

Berdasarkan kadar karbonnya, baja terbagi menjadi:

  • Baja sangat lunak (deed steel): kandungan karbon  ≤ 0,10%
  • Baja lunak (low carbon steel): kandungan karbon  0,10 – 0,25%
  • Baja sedang (medium carbon steel): kandungan karbon  0,25 – 0,70%
  • Baja keras (high carbon steel): kandungan karbon  0,70 – 1,50%

Dalam bidang konstruksi, baja dibagi dalam dua kelompok, baja keras dan baja lunak (yang umum digunakan dalam struktur teknik sipil).

Baja (Steel) Construction

Struktur Baja. (sumber: mscsteel.com)

Pengaruh kandungan Unsur pada Sifat Baja

  1. Sifat-sifat baja, yaitu kekuatan, elastisitas dan daktilitas, serta kemagnitan, sangat dipengaruhi oleh kandungan unsur-unsurnya dan proses pemanasannya.
  2. Pengaruh kandungan Karbon. Semakin banyak kandungan karbon, baja semakin keras dan kuat, tetapi sifat daktilitasnya (ke-liat-an) berkurang (menjadi semakin getas) dan sifat kemagnitannya juga berkurang.
  3. Pengaruh kandungan Belerang. Kandungan belerang mulai kelihatan pengaruhnya pada sifat baja kalau kandungannya > 0,10%, baja mulai sukar ditempa pada suhu tinggi, kekuatan dan daktilitasnya mulai menurun.
  4. Pengaruh kandungan Posfor. Kandungan posfor akan menambah kecairan baja ketika meleleh, tetapi juga akan mengurangi kekuatan dan daktilitas serta sifat kemagnitannya.
  5. Pengaruh kandungan Silikon. Silikon akan mulai terlihat pengaruhnya jika kandungannya > 0,20%. Kandungan silikon yang berlebih akan menambah sedikit kekuatan dan elastisitas baja tanpa mengurangi sifat daktilitas dan kemagnitannya.
  6. Pengaruh kandungan Mangaan. Mangan akan mulai menghipnotis sifat baja jika kandungannya > 0,10%, yaitu menaikkan kekuatan baja. Tetapi pada kandungan diatas 1,50% membuat baja menjadi sangat getas.
  7. Pengaruh Proses Pemanasan. Sifat baja dapat dimodifikasi melalui proses pemanasan dan pendinginan, melalui pengontrolan suhu dan jeda waktu antara pemanasan dengan pendinginan.

Proses Pembentukan Produk Baja

Proses-proses yang dilaksanakan pada produksi baja dimaksudkan untuk memperoleh bentuk-bentuk dan kualitas-kualitas yang banyak diperlukan di pasaran.

Proses ini dapat dilaksanakan dengan cara:

  1. Pengerjaan panas, dimana pengerjaan dilakukan dalam kondisi baja dipanasi sehingga mencapai suhu kristalisasi, atau
  2. Pengerjaan dingin, dimana pengerjaan dilakukan dalam kondisi baja berada dalam suhu ruang.
  3. Kebanyakan proses pengerjaan dilakukan dengan pengerjaan panas.

Beberapa mekanisme pengerjaan baja:

  1. Drawing (penarikan). Generik dilakukan untuk memperoleh baja dalam bentuk kawat atau lonjoran-lonjoran. Dalam proses ini, baja pijar dipaksa melewati lubang dengan diameter yang dikehendaki dengan cara ditarik, sehingga bentuk akhirnya berupa lonjoran dengan tampang dan diameter sesuai bentuk lubang yang dilewati.
  2. Forging (penempaan). Dalam proses ini baja dipanasi hingga suhu tertentu, kemudian dipukul/ditempa/dipress berulang-ulang sampai diperoleh bentuk dan ukuran yang dikehendaki. Proses ini menyebabkan baja lebih mampat, sehingga berat jenisnya sedikit lebih tinggi.
  3. Pressing (penekanan). Bentuk baja diperoleh dengan cara menempatkan baja pijar dalam cetakan, kemudian ditekan dengan alat penekan secara perlahan-lahan hingga seluruh ruang cetakan terisi penuh.
  4. Rolling (penggilingan). Dalam cara ini, baja pijar dipaksa melalui serangkaian celah diantara roda/roll khusus yang berfungsi sebagai penggiling. Celah-celah tersebut berurutan mulai dari ukuran terbesar, mengecil, hingga ukuran celah sesuai ukuran baja yang dikehendaki. Biasanya untuk menghasilkan baja-tulangan, profil siku, rel, pelat, dsb.nya.
  5. Extrusion. Ialah pembentuk produk baja dengan cara memaksa baja pijar melalui lubang dengan bentuk dan ukuran tertentu sesuai dengan produksi yang diinginkan. Pemaksaan dilakukan dengan tenaga tekanan.

Sifat-sifat Baja Keras

Baja yang dikatagorikan sebagai baja keras memiliki sifat-sifat:

  • Berat jenis  7,90.
  • Temperatur leleh sekitar  1300 derajat C.
  • Kuat tarik dan kuat geser nilainya hampir sama.
  • Lebih elastis dan lebih kuat dari baja lunak.
  • Bisa dilas dan diberi muatan magnit permanen.
  • Mudah berkarat.
  • Umumnya digunakan untuk bagian/alat yang mengalami beban kejut atau getar, baut mutu tinggi (high strength bolt) dan baja-prategang.

Sifat-sifat dan Produk Baja Lunak

Baja lunak mempunyai sifat:

  • Berat jenis  7,80.
  • Temperatur leleh sekitar  1400 derajat C.
  • Daktal (liat).
  • Bisa dilas dan diberi muatan magnit.
  • Mudah berkarat.
  • Digunakan untuk hampir semua bagian struktur.

Baja struktur yang umum dikenal ialah baja tulangan, baja profil, pelat baja, dan baut baja. Semula, mutu baja struktur ini diidentifikasikan dengan simbol  Uxy  yang adalah baja tersebut memiliki tegangan leleh karakteristik sebesar  xy  kali 100 kg/cm2 (misal : U22, menawarkan baja dengan tegangan leleh karakteristik 2200 kg/cm2). Tetapi ketika ini lebih acapkali diwakili dengan notasi  fy  yang menawarkan nilai tegangan leleh/luluh baja yang bersangkutan, misalkan  fy = 240 MPa.

Baja Tulangan

Baja tulangan ialah baja yang berbentuk batang yang dipergunakan untuk penulangan beton, karena itu acapkali disebut besi beton.

Baja tulangan berbentuk lonjoran-lonjoran baik permukaan polos/licin (BJTP) ataupun permukaan berulir/sirip (BJTD/deform) dengan panjang standar ialah 6 m, 9 m dan 12 m. Bentuk sirip baja tulangan deform dapat berupa sirip teratur dan dapat juga berupa sirip terpuntir.

Baja tulangan disyaratkan tidak boleh mengandung serpih-serpih, lipatan-lipatan, retak-retak, bergelombang, dan hanya diperbolehkan berkarat ringan pada permukaan.

Untuk baja tulangan deform , jarak antara dua sirip melintang tidak boleh > 0,7 d, tinggi sirip tidak boleh kurang dari 0,05 d, serta sirip melintang tidak boleh membentuk sudut kurang dari 45o terhadap sumbu batang.

Karena adanya sirip-sirip, maka diameter nominal baja tulangan deform dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Rumus Menghitung Diameter Nomilan Baja Tulangan Deform

d = 12.74 (B^0.5)

  • dengan B: berat persatuan panjang baja tulangan (kg/m’).

Spesifik untuk baja-tulangan notasi yang digunakan untuk menawarkan mutu baja ialah  BJTPxx (baja tulangan polos) atau BJTDxx (baja tulangan deformasian). BJTP24 adalah baja tulangan polos dengan tegangan leleh  fy = 240 MPa, sedang  BJTD32 adalah baja tulangan deformasian dengan tegangan leleh  fy = 320 MPa.

Baja Tulangan Deform

Baja Tulangan Deform

Baku diameter BJTP dan BJTD dan sifat mekanisnya dapat dilihat pada tabel-tabel di bawah.

Dalam gambar teknis acapkali ditulis  dengan  Pa – b  atau  cPd  dan  cDd.

Keterangan:

  • a: diameter tulangan
  • b: jarak tulangan
  • c: jumlah tulangan
  • d: diameter nominal tulangan
  • P: tulangan polos
  • D: tulangan deformasian/ulir

Diameter, Luas Tampang, Berat NominalSifat Mekanis Baja Tulangan

Diameter, Luas Tampang, Berat Nominal

Penampang Diameter Baja Tulangan

Luas Penampang (mm²)

Berat Nominal per-satuan panjang (kg/m’)

Polos

Diameter (mm)

Deform

Diameter (mm)

P6

6

D6

6

28.26

0.222

P8

8

D8

8

50.24

0.395

P9

9

D9

9

63.585

0.499

P10

10

D10

10

78.5

0.617

P12

12

D12

12

113.04

0.888

P13

13

D13

13

132.665

1.04

P14

14

D14

14

153.86

1.21

P16

16

D16

16

200.96

1.58

P18

18

D18

18

254.34

2

P19

19

D19

19

283.385

2.23

P20

20

D20

20

314

2.47

P22

22

D22

22

379.94

2.98

P25

25

D25

25

490.625

3.85

P28

28

D28

28

615.44

4.83

D29

29

660.185

5.19

P32

32

D32

32

803.84

6.31

D36

36

1017.36

7.99

D40

40

1256

9.87

D50

50

1962.5

15.4

Sifat Mekanis Baja Tulangan

Kelas

Simbol

Batas Ulur min. (N/mm²)

Kuat Tarik min. (N/mm²)

Polos

1

BJTP24

285

382

(24)

(39)

2

BJTP30

294

480

(30)

(49)

Deform

1

BJTD24

285

282

(24)

(29)

2

BJTD30

294

480

(30)

(49)

3

BJTD35

343

490

(35)

(50)

4

BJTD40

392

559

(40)

(57)

5

BJTD50

490

618

(50)

(63)

Wiremesh

Wiremesh atau Jaringan Dawai Baja Las untuk tulangan beton (pelat) berbentuk empat persegi, terbuat dari kawat akibat penarikan dingin.

Titik potong kawat yang memanjang dan melintang dari jaringan kawat las ini dilas dengan las titik secara tepat, rapi dan kokoh, kawat-kawat satu dengan lainnya harus tegak lurus dan tidak boleh terdapat cacat-cacat pembuatan yang dapat mengurangi kekuatan.

Dawai yang dipergunakan sebagai jaringan kawat las, baik kawat memanjang maupun melintang disyaratkan mempunyai kuat tarik minimum 50,10 kgf/mm2, serta kuat geser las minimum 25,00 kgf/mm2.

Baku diameter kawat yang digunakan ialah 4,00, 4,50, 5,00, 6,00, 7,00, 8,00, 9,00 dan 10,00 mm. Sedang bentuk lubang ialah bujur kandang dan empat persegi panjang mirip pada tabel di bawah.

Ukuran lembar jaringan kawat las ialah:

  • Lebar = 2,10 meter.
  • Panjang = 5,40 meter (lembar standar), dan 54 meter (gulungan standar dengan diameter maksimum 6 mm untuk kawat yang memanjang).

Ukuran Lubang Jaringan Dawai Las

Ukuran Lubang Jaringan Dawai Las

No

Lubang Bujur Kandang (mm)

Lubang Persegi Panjang (mm)

1

50 x 50

50 x 75

2

75 x 75

75 x 100

3

100 x 100

100 x 150

4

150 x 150

150 x 200

5

200 x 200

200 x 250

6

250 x 250

250 x 300

7

300 x 300

Baja Profil

Baja profil berupa batangan-batangan baja yang mempunyai bentuk penampangan tertentu, mirip  H, I, C, L, T, Z dan sebagainya.

Baja profil dibuat dengan proses canai panas, kecuali profil Kanal C ringan dibuat dengan proses dingin dari pelat baja atau s***p baja, baik pelat/s***p baja yang diperoleh dari proses canai panas atau canai dingin.

Detail properti dan simbol baja profil secara lengkap dapat dilihat dalam daftar/tabel baja profil. Umumnya baja profil digunakan untuk struktur rangka baja (portal baja, rangka atap baja, rangka baja jembatan, dll) atau struktur komposit.

Pelat baja berupa lembaran-lembaran dengan banyak sekali ketebalan sesuai kebutuhan pasar. Umumnya digunakan untuk pelat-pelat sambung rangka baja, dsb.nya.

Baut

Digunakan sebagai alat sambung/relasi joint rangka baja. Biasanya menggunakan simbol baut baja A307 untuk baut baja hitam, A325 dan A490 untuk baut baja mutu tinggi.

Baja Ringan

Baja ringan adalah baja mutu tinggi yang memiliki sifat ringan dan tipis, namun memiliki fungsi setara baja konvensional. Meskipun tipis, baja ringan memiliki kekuatan tarik 550 MPa dan terbuat dari baja ringan lapis Zinc (3-5 micron) dan Aluminium Hi-Ten (High Tension Stell).

Di Indonesia, ketebelan baja ringan berkisar dari 0,4 mm – 1 mm. Ketebalan material baja ringan untuk kuda-kuda atau main truss berbentuk profil C berkisar 0,7 – 1 mm, dan Profil Top Span R37 untuk reng sekitar 0,4 – 0,7 mm.

Model Profil Baja. (sumber: chapmansuk.com)

Contoh Tipe Profil Baja

Model Tipe Profil Baja. (sumber: indiamart.com)

  • Karena bobotnya yang ringan maka dibandingkan kayu, beban yang harus ditanggung oleh struktur di bawahnya lebih rendah.
  • Baja ringan bersifat tidak membesarkan api (non-combustible).
  • Konsumen tidak perlu kuatir baja ringan dimakan rayap.
  • Pemasangannya relatif sangat cepat apabila dibandingkan rangka kayu.
  • Baja ringan nyaris tidak memiliki nilai muai dan susut.
  • Kerangka atap baja ringan tidak mampu diekspos mirip rangka kayu, sistem rangkanya yang berbentuk jaring kurang menarik jika tanpa penutup plafon.
  • Karena strukturnya yang mirip jaring ini maka jika ada salah satu bagian struktur yang salah hitung ia akan menyeret bagian lainnya.
  • Rangka atap baja ringan tidak sefleksibel kayu yang dapat dipotong dan dibentuk banyak sekali profil.

Kelemahan baja ialah mudah terserang korosi dan karat yang akan terjadi bersentuhan dengan air atau kelembaban udara sekeliling. Untuk mengatasi kelemahan tersebut, dilakukan langkah/langkah perlindungan/pelapisan (coating) permukaan baja mirip:

  • Tarring: pelapisan permukaan baja dengan gas batu bara (coaltar) dengan proses temperatur tinggi sehingga gas terserap sedikit dipermukaan baja
  • Electroplating: pelapisan permukaan baja dengan cara elektrolisa partikel-partikel perak atau nikel dan sebagainya.
  • Calvanizing: pelapisan permukaan baja dengan seng, diperoleh dengan cara baja direndam dalam cairan seng.
  • Metal Spraying: permukaan baja dilapisi dengan gas/cairan seng atau aluminium atau timah dengan cara disemprot.
  • Painting: pelapisan permukaan baja dengan cat
  • Casing: membungkus/menyelubungi baja dengan beton.
  • Dengan mengorbankan logam lain (mangaan), biasanya untuk rel kereta api.

Sekian, pembahasan perihal Baja (Tipe, Sifat, Prosedur Pengerjaan, Kelebihan Kekurangan dan Proses Konservasi). Semoga artikel ini mampu menmabah pengetahuan kita perihal baja (steel).

Semoga bermanfaat dan terima kasih sudah membaca.

Berlangganan update artikel terbaru via email:

Baca Juga:  5 Tips Seputar Cara Jual Rumah Supaya Dapat Harga Tinggi
  • Share

Leave a Reply

Your email address will not be published.

5 + fourteen =