NEGERI DONGENG

Mungkin saat kita kecil kita pernah berfantasi menjadi seorang pahlawan dari negeri dongeng yang melawan penyihir jahat atau monster-monster menakutkan, masa-masa itu adalah masa yang indah karena kita dapat berfantasi serta mengeluarkan semua apa yang kita pikirkan dengan bebas.
Fantasi seorang anak kecil sangatlah luar biasa, mereka memiliki dunia mereka sendiri di mana ada istana, baju besi, pedang serta tameng untuk berperang. Tidak hanya itu, seorang anak kecil juga tidak perlu malu untuk menceritakan dan berbagi dunia mereka kepada orang lain, fantasi mereka tidak terbatas.

Namun, setelah mereka tumbuh fantasi itu pun kian menyusut. Mereka mulai diajarkan untuk tidak berfantasi lagi karena dianggap kekanak-kanakan, tidak ada lagi pahlawan negeri dongeng yang mengalahkan penyihir jahat dan juga para monster serta tidak ada lagi istana, baju besi dan pedang. Perlahan namun pasti fantasi itu menghilang dan berganti dengan pemikiran untuk selalu benar, saat bersekolah kita mendapat nilai jelek maka akan di hukum. Pemikiran ini benar-benar membunuh fantasi, tidak sedikit yang tetap mempertahankan fantasi mereka dan tidak tunduk pada pemikiran "selalu benar" tapi mereka malah dianggap aneh dan konyol.

Saya pun termasuk dalam kelompok anak yang fantasinya mulai menyusut. Hobi saya menggambar, saya belajar menggambar secara otodidak dengan meniru apa yang saya lihat.
Sampai kelas 6 SD fantasi saya masih bermain dengan sejuta ide yang telah saya tuangkan dalam selembar kertas. Namun beranjak menuju SMP saya di tuntut untuk lebih tekun belajar hingga fantasi saya benar-benar berkurang, gambar-gambar selalu monoton serta hanya berkembang pada detailnya saja.
Itu berlangsung hingga semester akhir SMA, saya mulai berfikir bahwa saya perlu menghidupkan kembali "negeri dongeng" dalam diri saya. Saya yakin dengan usia saya saat ini 18thn di padukan dengan "negeri dongeng" itu saya bisa berkarya lebih baik.

BAja

Baja

adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan beberapa elemen lainnya, termasuk karbon. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Elemen berikut ini selalu ada dalam baja: karbon, mangan, fosfor, sulfur, silikon, dan sebagian kecil oksigen, nitrogen dan aluminium. Selain itu, ada elemen lain yang ditambahkan untuk membedakan karakteristik antara beberapa jenis baja diantaranya: mangan, nikel, krom, molybdenum, boron, titanium, vanadium dan niobium.^[1] Dengan memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Baja karbon ini dikenal sebagai baja hitam karena berwarna hitam, banyak digunakan untuk peralatan pertanian misalnya sabit dan cangkul.

Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility).

Meskipun baja sebelumnya telah diproduksi oleh pandai besi selama ribuan tahun, penggunaannya menjadi semakin bertambah ketika metode produksi yang lebih efisien ditemukan pada abad ke-17. Dengan penemuan proses Bessemer di pertengahan abad ke-19, baja menjadi material produksi massal yang membuat harga produksinya menjadi lebih murah. Saat ini, baja merupakan salah satu material paling umum di dunia, dengan produksi lebih dari 1,3 miliar ton tiap tahunnya. Baja merupakan komponen utama pada bangunan, infrastruktur, kapal, mobil, mesin, perkakas, dan senjata. Baja modern secara umum diklasifikasikan berdasarkan kualitasnya oleh beberapa lembaga-lembaga standar.

BENTUK BAJA

Baja adalah satu bahan bangunan yang unsur utamanya terdiri dari besi.
Ditemukan ketika dilakukan penempaan dan pemanasan yang menyebabkan tercampurnya besi dengan karbon pada proses pembakaran.
Sering digunakan untuk bangunan monumental dan berukuran besar.
1. Baja Pelat
a) Baja berupa pelat, baik pelat lembaran maupun pelat strip dengan tebal antara 3 mm s.d 60 mm.
b) Baja pelat lembaran lebar antara 150 mm s.d 4300 mm dengan panjang 3 s.d 6 meter.
c) Baja pelat setrip biasanya dengan lebar <600 mm dengan panjang 3 s.d 6 meter.
d) Ada yang polos dan ada yang bermotif. Namun untuk konstruksi biasanya digunakan pelat polos. Sedangkan yang bermotif digunakan untuk lantai bis. Cabin kapal, dll.
2. Baja Profil
Baja berupa batangan (lonjoran) dengan penampang berprofil dengan bentuk
tertentu dengan panjang pada umumnya 6 meter (namun bisa juga dipesan di pabrik dengan panjang sampai 15 meter)
3. Baja Beton
Baja yang digunakan untuk penulangan atau pembesian beton (untuk konstruksi beton). Pada umumnya berbentuk batangan atau lonjoran dengan berbagai macam ukuran (dari pabrik 12 meter)
4. Baja Siku
Baja profil berbentuk siku sama kaki yang digunakan untuk penggunaan umum dengan ukuran lebar kaki mulai 20 mm sampai 200 mm.
Kelebihan Baja Siku :
– Praktis,
– Mudah dalam pengerjaan,
– Dapat dibongkar pasang, dll.
Penggunaan Baja Siku :
– Atap,

– Rak Lemari,
– Sandaran buku,dll

JENIS BAJA KARBON

1.      Baja Karbon Rendah
Baja karbon rendah (low carbon steel)mengandung karbon antara 0,025% – 0,25% C. setiap satu ton baja karbon rendah mengandung 10 – 30 kg karbon. Baja karbon ini dalam perdagangan dibuat dalam plat baja, baja strip dan baja batangan atau profil. Berdasarkan jumlah karbon yang terkandung dalam
baja, maka baja karbon rendah dapat digunakan atau dijadikan baja-baja sebagai berikut:
a) Baja karbon rendah ( low carbon steel ) yang mengandum 0,04 % - 0,10% C untuk dijadikan baja – baja plat atau strip.
b) Baja karbon rendah yang mengandung 0,05% C digunakan untuk keperluan badan-badan kendaraan.
c) Baja karbon rendah yang mengandung 0,15% - 0,20% C digunakan untuk konstruksi jembatan, bangunan, membuat baut atau dijadikan baja konstruksi.
2. Baja Karbon Menengah
Baja karbon menengah (medium carbon steel) mengandung karbon antara 0,25% - 0,55% C dan setiap satu ton baja karbon mengandung karbon antara 30 – 60 kg. baja karbon menengah ini banyak digunakan untuk keperluan alat-alat perkakas bagian mesin. Berdasarkan jumlah karbon yang terkandung dalam baja maka baja karbon ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti untuk keperluan industri kendaraan, roda gigi, pegas dan sebagainya.

3. Baja Karbon Tinggi
Baja karbon tinggi (high carbon steel) mengandung kadar karbon antara 0,56% -1,7% C dan setiap satu ton baja karbon tinggi mengandung karbon antara 70 – 130 kg. Baja ini mempunyai kekuatan paling tinggi dan banyak digunakan untuk material tools. Salah satu aplikasi dari baja ini adalah dalam pembuatan kawat baja dan kabel baja. Berdasarkan jumlah karbon yang terkandung didalam baja maka baja karbon ini banyak digunakan dalam pembuatan pegas, alat-alat perkakas seperti: palu, gergaji atau pahat potong. Selain itu baja jenis ini banyak digunakan untuk keperluan industri lain seperti
pembuatan kikir, pisau cukur, mata gergaji dan lain sebagainya.

Pembuatan Baja Batangan

Umum nya, setelah baja cair dituang (lihat gambar ilustrasi: Cetakan Ingot Baja), maka proses pendinginan (pembekuan) nya berlangsung secara bertahap, yakni dimulai dari permukaan cetakan menuju ke bagian tengah nya.

Pada peristiwa pendinginan baja cair, akan bisa terjadi penyusutan yang cukup signifikan. Volume logam mengecil, akibat nya akan terbentuk rongga susut, yang disebut “pipe”.Baja Cair

Laju pendinginan baja cair, akan sangat menentukan mutu (kualitas) ingot, untuk itu harus selalu disiapkan baja cair (stand-by) di bagian atas cetakan, sehingga dengan demikian diharapkan mampu mengisi rongga-rongga kosong (pipe) akibat penyusutan tersebut.

Struktur baja ingot yang berbeda dapat diperoleh dengan cara meniadakan atau pun mengendalikan terbentuk nya gas, selama proses pembekuan berlangsung, artinga lingkungan dimana cetakan baja ingot berada, dikondisikan sedemikian rupa sehingga selama proses solidifikasi berlangsung,tidak terjadi reaksi dengan lingkungan yang dapat menimbulkan/terbentuk nya gas.

Sebagai gambaran: baja killed, adalah jenis baja yang telah mengalami deoxidasi, dimana selama proses pembekuan nya, dijaga sehingga tidak terjadi pelepasan gas. Sementara itu, untuk pembuatan baja calmed, adalah cukup rumit, dimana bahan baku yang digunakan memiliki kadar karbon yang lebih tinggi daripada yang dipersyarat kan. Namun demikian, kadar karbon ini akan turun sampai persentase nya memenuhi kriteria standard baja, penurunan ini terjadi akibat peristiwa reduksi oksidasi.

Umum nya setelah di reduksi, maka baja kemudian di deoksidasi didalam dapur atau di dalam ladle, yakni dengan cara menambahkan besi kasar berkadar silikon tinggi, ataupun menambahkan suatu paduan yang berkadar silikon tinggi. Suatu baja dengan kadar karbon lebih besar dari 0,3 % haruslah “ditenangkan”, agar bisa memiliki struktur kristal yang baik dan memiliki sifat-sifat yang unggul.

Struktur baja ingot yang lain adalah: baja rimmed, jenis baja ini sama sekali tidak mengalami de-oksidasi selama proses solidifikasi, atau kalau pun ada, sangat sedikit sekali. Ketika baja cair jenis rimmed ini dituang, ada terjadi pelepasan gas karbon monoksida (CO), sehingga logam cair tampak seolah-olah mendidih.

Hasilnya mempunyai struktur yang mirip sarang tawon (honey comb), dimana renik-renik atau rongga pori-pori tersebut tidak akan berakibat buruk, asal saja tidak bersentuhan langsung (terkontaminasi) dengan udara luar, umumnya, renik-renik tersebut akan bisa tertutup sendiri akibat teknan-tekanan ketika mengalami proses pengerjaan panas.

Keunggulan baja rimmed ini adalah, permukaan yang halus/mulus dan logam cair nya lebih lancar mengalir untuk mengisi rongga-rongga cetakan, sehingga hanya sedikit kemungkinan untuk terbentuknya rongga-rongga penyusutan atau “pipe”.

Pada baja killed, biasanya mempunyai struktur kristal dendritik, tetapi sebagai efek dari pengerjaan panas, maka struktur krisal dendritik ini akan dapat ditiadakan. Umum nya akan ada muncul ketidakmurnian dan hal ini cendrung ber-segregasi (terakumulasi) dibagian ujung atas dari ingot, oleh karena itu, sebelum dilakukan pengerjaan panas misal nya: proses rolling terhadap baja killed ingot ini, maka bagian atas ujung nya harus terlabih dahulu dipotong, karena bagian ini mempunyai kecendrungan kristal-kristal yang tidak stabil.

Selain kegiatan proses pembentukan baja ingot diatas, dikenal juga proses pengolahan baja yang dilakukan secara kontinu. Pengolahan baja secara kontinu ini dapat terlihat melalui gambar skematik dibawah ini:

Pada proses kontinu ini, logam cair langsung dibentuk menjadi slab hanya dalam waktu sekitar 45 menit saja (bandingkan dengan proses pembentukan ingot yang memerlukan waktu sekitar 12 jam). Di pabrik besi dan baja PT. Krakatau Steel, terdapat proses pengolahan billet dengan 4 unit dapur listrik, yang masing-masing berkapasitas 65 ton dengan 2 mesin tuang kontinu berjalur 4. Sedangkan untuk pembuatan slab, terdapat 4 dapur listrik, yang masing-masing berkapasitas 120 ton dengan 2 unit mesin tuang kontinu yang dapat menghasilkan 1000.000 juta ton per tahun.

Secara umum ada terdapat 5 (lima) jenis dapur yang dapat digunakan untuk membuat atau memproses (mengecor) baja, yakni:

• tanur terbuka
• tanur busur listrik
• dapur induksi
• dapur oksigen basa
• kowi

Mengingat baja akan mencair (suhu tuang baja cair) berkisar antara 1590 C, maka diperlukan konstruksi dari struktur°C samapai dengan 1760 ° tanur atau dapur yang khusus, artinya diperlukan bahan yang tahan api dan pasir yang tahan temperatur tinggi untuk cetakan nya.

Cetakan yang digunakan untuk benda cor berukuran sedang dan besar, biasanya dipanaskan atau dikeringkan terlebih dahulu, hal ini dimaksudkan untuk mencegah pelepasan gas ketika logam cair berada didalam cetakan pasir, namun demikian, untuk benda-benda cor yang kecil dan ringan, termasuk yang mempunyai bentuk rumit, dapat menggunakan pasir mentah, sebab pasir mentah, dapat dengan mudah mengikuti bentuk penyusutan dari benda cor. Karena temperatur peleburan baja yang sangat tinggi, maka penyusutan yang terjadi pun akan sangat besar, oleh karena itu cetakan untuk membuat benda cor baja, harus mempunyai saluran penambah yang relatif besar, sebagai langkah antisipasi terhadap penyusutan tersebut.

Gambar struktur mikro dari baja cor berkadar karbon sedang, dapat dilihat dibawah ini:

Daerah yang putih pada gambar, disebut ferit, sedangkan yang berwarna kehitam-hitaman, disebut: perlit.
Hal yang juga perlu di ingat adalah: butiran baja cor adalah besar, karena suhu penuangan nya yang besar, sementara laju pendinginan nya relatif rendah.

Benda cor baja, biasanya mempunyai kadar karbon sedang, benda ini banyak digunakan pada industri transportasi, mesin dan konstruksi. Keuletan nya baik dan kekuatan tarik nya setelah mendapatkan proses perlakuan panas (heat treatment) dapat mencapai 400 s/d 690 MPa.

Komposisi baja coran berkadar karbon sedang adalah:
- C = (0,21 s/d 0,46) %
- Mn = (0,55 s/d 0,73) %
- Si = (0,28 s/d 0,45) %
- P dan S = kurang dari 0,1 %
- Fe = sisanya.

Kelebihan Baja sebagai Material Struktur

Jika kita menyimak bangunan sekitar kita baik berupa jembatan, gedung, pemancar, papan iklan, dan lainnya akan sependapat bahwa baja merupakan material struktur yang baik. Kelebihan dari baja terlihat dari kekuatan, relatif ringan, kemudahan pemasangan, dan sifat baja lainnya. Kelebihan material baja akan dibahas dalam paragraf berikut.

Kekuatan Tinggi
Kekuatan yang tinggi dari baja per satuan berat mempunyai konsekuensi bahwa beban mati akan kecil. Hal ini sangat penting untuk jembatan bentang panjang, bangunan tinggi, dan bangunan dengan kondisi tanah yang buruk.

Keseragaman
Sifat baja tidak berubah banyak terhadap waktu, tidak seperti halnya pada struktur beton bertulang.

Elastisitas
Baja berperilaku mendekati asumsi perancang teknik dibandingkan dengan material lain karena baja mengikuti hukum Hooke hingga mencapai tegangan yang cukup tinggi. Momen inersia untuk penampang baja
dapat ditentukan dengan pasti dibandingkan dengan penampang beton bertulang.

Permanen
Portal baja yang mendapat perawatan baik akan berumur sangat panjang, bahkan hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kondisi tertentu baja tidak memerlukan perawatan pengecatan sama sekali.

Daktilitas
Daktilitas didefinisikan sebagai sifat material untuk menahan deformasi yang besar tanpa keruntuhan terhadap beban tarik. Suatu elemen baja yang diuji terhadap tarik akan mengalami pengurangan luas penampang dan akan terjadi perpanjangan sebelum terjadi keruntuhan. Sebaliknya pada material keras dan getas (brittle) akan hancur terhadap beban kejut. SNI 03-1729-2002 mendefinisikan daktilitas sebagai kemampuan struktur atau komponennya untuk melakukan deformasi inelastis bolak-balik berulang (siklis) di luar batas titik leleh pertama, sambil mempertahankan sejumlah besar kemampuan daya dukung bebannya. Beban normal yang bekerja pada suatu elemen struktur akan mengakibatkan konsentrasi tegangan yang tinggi pada beberapa titik. Sifat daktil baja memungkinkan terjadinya leleh lokal pada titik-titik tersebut sehingga dapat mencegah keruntuhan prematur. Keuntungan lain dari material daktil adalah jika elemen struktur baja mendapat beban cukup maka akan terjadi defleksi yang cukup jelas sehingga dapat digunakan sebagai tanda keruntuhan.

Liat (Toughness) 
Baja strukur merupakan material yang liat artinya memiliki kekuatan dan daktilitas. Suatu elemen baja masih dapat terus memikul beban dengan deformasi yang cukup besar. Ini merupakan sifat material yang penting karena dengan sifat ini elemen baja bisa menerima deformasi yang besar selama pabrikasi, pengangkutan, dan pelaksanaan tanpa menimbulkan kehancuran. Dengan demikian pada baja struktur dapat diberikan lenturan, diberikan beban kejut, geser, dan dilubangi tanpa memperlihatkan kerusakan. Kemampuan material untuk menyerap energi dalam jumlah yang cukup besar disebut toughness.

Tambahan pada Struktur yang Telah Ada
Struktur baja sangat sesuai untuk penambahan struktur. Baik sebagian bentang baru maupun seluruh sayap dapat ditambahkan pada portal yang telah ada, bahkan jembatan baja seringkali diperlebar.

Lain-lain
Kelebihan lain dari materia baja struktur adalah: (a) kemudahan penyambungan baik dengan baut, paku keling maupun las, (b) cepat dalam pemasangan, (c) dapat dibentuk menjadi profil yang diinginkan, (d) kekuatan terhadap fatik, (e) kemungkinan untuk penggunaan kembali setelah pembongkaran, (f) masih bernilai meskipun tidak digunakan kembali sebagai elemen struktur, (g) adaptif terhadap prefabrikasi.

Kelemahan Baja sebagai Material Struktur 
Secara umum baja mempunyai kekurangan seperti dijelaskan pada paragraf dibawah ini.
Biaya Pemeliharaan
Umumnya material baja sangat rentan terhadap korosi jika dibiarkan terjadi kontak dengan udara dan air sehingga perlu dicat secara periodik.

Biaya Perlindungan Terhadap Kebakaran
Meskipun baja tidak mudah terbakar tetapi kekuatannya menurun drastis jika terjadi kebakaran. Selain itu baja juga merupakan konduktor panas yang baik sehingga dapat menjadi pemicu kebakaran pada komponen lain. Akibatnya, portal dengan kemungkinan kebakaran tinggi perlu diberi pelindung. Ketahanan material baja terhadap api dipersyaratkan dalam Pasal 14 SNI 03-1729-2002.

Rentan Terhadap Buckling
Semakin langsung suatu elemen tekan, semakin besar pula bahaya terhadap buckling (tekuk). Sebagaimana telah disebutkan bahwa baja mempunyai kekuatan yang tinggi per satuan berat dan jika digunakan sebagai kolom seringkali tidak ekonomis karena banyak material yang perlu digunakan untuk memperkuat kolom terhadap buckling.

Fatik
Kekuatan baja akan menurun jika mendapat beban siklis. Dalam perancangan perlu dilakukan pengurangan kekuatan jika pada elemen struktur akan terjadi beban siklis.

Keruntuhan Getas
Pada kondisi tertentu baja akan kehilangan daktilitasnya dan keruntuhan getas dapat terjadi pada tempat dengan konsentrasi tegangan tinggi. Jenis beban fatik dan temperatur yang sangat rendah akan memperbesar kemungkinan keruntuhan getas.

Aplikasi Konstruksi Baja Pada Bangunan
Banyak kita jumpai berbagai bangunan dan jembatan yang menggunakan baja sebagai struktur utamanya. Contohnya, jembatan kereta api dan jembatan jalan raya yang melintasi sungai yang cukup lebar. Kemudian ada bangunan pabrik maupun gudang yang besar. Jembatan terpanjang di Indonesia saat ini, yakni Jembatan Suramadu, juga menggunakan kabel baja sebagai strukturnya. Sebenarnya, apa sih struktur baja itu? Apakah dia memiliki keunggulan dibanding beton?

Ada 3 jenis struktur baja yang sering diterapkan sebagai struktur bangunan:
Tipe Rangka atau frame structure

Dengan menyusun batang baja dengan bentuk struktur tertentu, batang baja mampu memperkuat satu sama lain. Hal ini banyak diterapkan pada struktur atap, bangunan pabrik, pergudangan, jembatan serta tower BTS (Base Transceiver Station) operator seluler. Yang populer di dunia, adalah Menara Eiffel, yang sebagian besar menggunakan batang-batang baja yang disusun secara struktural hingga bisa berdiri megah hingga kini.

Tipe cangkang atau shell-type structure

Struktur baja tipe cangkang diterapkan pada bangunan stadion, gelora, maupun bangunan lain yang membutuhkan kubah / dome diatasnya. Salah satu contoh adalah struktur atap pada Sapporo Dome, salah satu stadion yang dipakai dalam Piala Dunia 2002.

Tipe suspensi atau suspension-type structure

Suspensi bisa juga disebut tarikan. Baja pada sistem struktur ini menahan beban dengan kekuatan tarikannya. Contohnya, biasa dimanfaatkan sebagai kabel baja pada jembatan.

Baja memiliki kekuatan tarik yang tinggi, jauh lebih tinggi dibanding beton. Bila diberi gaya tarikan terus menerus hingga melewati batas elastisitasnya, baja akan mengalami regangan yang cukup besar sebelum benar-benar runtuh.
Artinya, gedung berstruktur baja, saat mengalami stress yang hebat -semisal gempa bumi- tidak akan langsung rubuh. Biasanya akan meregang dulu (miring), baru kemudian bila gaya sudah melebihi batas kritis, baru bangunan tersebut akan patah / runtuh. Sama halnya pada struktur jembatan. Hal ini memberi kesempatan bagi penghuni gedung untuk menyelamatkan diri.
Beda dengan beton biasa yang akan langsung runtuh bila gaya melebihi batas kritisnya.

Baja sering digunakan sebagai struktur utama bangunan karena memiliki beberapa keunggulan:
1. Mempunyai kekuatan yang tinggi meski berukuran lebih ringkas daripada beton. Sehingga dapat mengurangi ukuran struktur, serta mengurangi beban sendiri struktur. Baja sangat cocok diterapkan pada struktur jembatan. Beton jauh lebih berat dibandingkan baja.

2. Homogenitas tinggi. Baja bersifat homogen, sehingga kekuatannya merata. Beda dengan beton yang merupakan campuran dari beberapa material penyusun, tidak mudah mengatur agar kerikil dan pasir bisa merata ke semua bagian beton.

3. Keawetan tinggi. Baja akan tahan lama bila perawatan yang dilakukan terhadapnya sangat baik. Misalnya, rutin mengecat permukaan baja agar terhindar dari korosi.

4. Bersifat elastis. Baja berperilaku elastis sampai tingkat tegangan yang cukup tinggi. Baja akan kembali ke bentuk semula asalkan gaya yang terjadi tidak melebihi batas elastisitas baja.

5. Daktilitas baja cukup tinggi. Selain mampu menahan tegangan tarik yang cukup tinggi, baja juga akan mengalami regangan tarik yang cukup besar sebelum runtuh. Seperti yang saya jelaskan diatas.

6. Kemudahan pemasangan dan pengerjaan. Penampang baja bisa dibentuk sesuai yang dibutuhkan. Penyambungan antar elemen pada struktur baja juga mudah, hanya tinggal memasangkan baut atau bisa menggunakan las, sehingga akan mempercepat kegiatan proyek.

Kelemahan Baja dalam bangunan :

1. Pemeliharaan rutin. Baja membutuhkan pemeliharaan khusus agar mutunya tidak berkurang. Konstruksi baja yang berhubungan langsung dengan udara atau air harus dicat secara periodik.
2. Baja akan mengalami penurunan mutu secara drastis bahkan kerusakan langsung karena temperatur tinggi. Misalnya saat terjadi kebakaran.
3. Baja memiliki kelemahan tekuk pada penampang langsing.
Sekarang ini, banyak juga yang memanfaatkan baja ringan sebagai sistem rangka atap. Selain murah, ringan, dan pengerjaannya mudah, baja juga lebih awet.

Baja sudah banyak menggantikan peran kayu dalam konstruksi. Jaman kayu sebagai atap mungkin sudah hampir punah. Mengingat hutan-hutan di seluruh Indonesia sudah dibabat habis oleh para penebang kayu. Bisa-bisa hutan kita akan gundul semua bila kita terus menggunakan kayu sebagai bahan bangunan

1. Proses Pembuatan Baja
Baja merupakan salah satu bahan yang sangat banyak dipakai di seluruh dunia untuk keperluan kehidupan manusia, khususnya di dunia industri. Ditemukan buat pertama kali oleh orang Mesir lebih dari 4000 tahun yang lalu untuk perhiasan dan alat rumah tangga yang kemudian berkembang menjadi bahan berharga dan dimanfaatkan orang setiap hari saat ini.
Untuk menjadikan baja, banyak proses yang dilakukan, sehingga membutuhkan ilmu pengetahuan dan teknologi agar dapat dipakai dalam berbagai keperluan.

A. Pembuatan Besi Kasar
Besi kasar adalah hasil pengolahan dari bijih besi dengan melalui beberapa proses. Proses awal adalah dengan mengurangi senyawa-senyawa dan zat-zat lain yang terkandung dalam bijih besi dengan tahap sebagai berikut :
· Dibersihkan.
· Dipecah-pecah dan digiling sampai menjadi halus, sehingga partikel besi dapat dipisahkan dari bahan yang tidak diperlukan dengan menggunakan magnit.
· Dibentuk menjadi “pellet” (bulatan-bulatan kecil) dengan diameter + 14 mm.

Untuk memudahkan dalam pembentukan “pellet” maka ditambahkan tanah liat, sehingga dapat dirol menjadi bentuk bulat. Setelah proses awal dilakukan, maka bijih besi diproses pada dapur tinggi. Dapur tinggi mempunyai konstruksi yang cukup besar dengan ketinggian mencapai 100 meter. Dinding luar terbuat dari baja dan bagian dalam dilapisi batu tahan api yang mampu menahan temperatur tinggi.
Pada bagian atas dapur tinggi terdapat corong untuk memasukkan bahan baku, yaitu bijih besi, kokas dan batu kapur. Kokas adalah batu bara yang telah diproses (disuling kering) sehingga dapat menghasilkan panas yang tinggi. Batu kapur berfungsi untuk mengikat bahan-bahan yang tidak diperlukan.
Proses pada dapur tinggi adalah dengan meniupkan udara panas ke dalam dapur tinggi untuk membakar kokas dengan temperatur + 2000oC. Cairan besi dan terak akan turun ke dasar dapur tinggi secara perlahan-lahan dan selanjutnya dituang ke kereta khusus. Hasil ini disebut besi kasar, yang kemudian dapat diproses lebih lanjut menjadi baja.

B. Proses Pembuatan Baja
Besi kasar dari hasil proses dapur tinggi, kemudian diproses lanjut untuk dijadikan berbagai jenis baja.
Ada beberapa proses yang dilakukan untuk merubah besi kasar menjadi baja :
1. Dapur Baja Oksigen (Proses Bassemer)
Pada dapur baja oksigen dilakukan proses lanjutan dari besi kasar menjadi baja, yakni dengan membuang sebagian besar karbon dan kotoran-kotoran (menghilangkan bahan-bahan yang tidak diperlukan) yang masih ada pada besi kasar. Ke dalam dapur dimasukkan besi bekas, kemudian baru besi kasar, tapi sebagian fabrik baja banyak yang langsung dari dapur tinggi, sehingga masih dalam keadaan cair langsung disalurkan ke dapur Oksigen.
Kemudian, udara (oksigen) yang didinginkan dengan air dan kecepatan tinggi ditiupkan ke cairan logam. Ini akan bereaksi dengan cepat antara karbon dan kotoran-kotoran lain yang akan membentuk terak yang mengapung pada permukaan cairan. Dapur dimiringkan, maka cairan logam akan keluar melalui saluran yang kemudian ditampung dalam kereta-kereta tuang.
Untuk mendapatkan spesifikasi baja tertentu, maka ditambahkan campuran lain sebagai bahan paduan. Hasil penuangan ini dapat langsung dilanjutkan dengan proses pengerolan untuk mendapatkan bentuk/profil yang diinginkan.

2. Dapur Baja Terbuka (Siemens Martin)
Sama halnya dengan Dapur Baja Oksigen, maka dapur baja terbuka (Siemens Martin) juga merupakan dapur yang digunakan untuk memproses besi kasar menjadi baja. Dapur ini dapat menampung baja cair lebih dari 100 ton dengan proses mencapai temperatur + 1600oC; wadah besar serta berdinding yang sangat kuat dan landai.
Proses pembuatan dengan dapur ini adalah proses oksidasi kotoran yang terdapat pada bijih besi sehingga menjadi terak yang mengapung pada permukaan baja cair. Oksigen langsung disalurkan kedalam cairan logam melalui tutup atas. Apabila selesai tiap proses, maka tutup atas dibuka dan cairan baja disalurkan untuk proses selanjutnya untuk dijadikan bermacam-macam jenis baja.

3. Dapur Baja Listrik
Panas yang dibutuhkan untuk pencairan baja adalah berasal arus listrik yang disalurkan dengan tiga buah elektroda karbon dan dimasukkan/diturunkan mendekati dasar dapur. Penggunaan arus listrik untuk pemanasan tidak akan mempengaruhi atau mengkontaminasi cairan logam, sehingga proses dengan dapur baja listrik merupakan salah satu proses yang terbaik untuk menghasilkan baja berkualitas tinggi dan baja tahan karat (stainless steel).
Dalam proses pembuatan, bahan-bahan yang dimasukkan adalah bahan-bahan yang benar-benar diperlukan dan besi bekas. Setelah bahan-bahan dimasukkan, maka elektroda-elektroda listrik akan memanaskan bahan dengan panas yang sangat tinggi (+ 7000oC), sehingga besi bekas dan bahan-bahan lain yang dimasukkan dengan cepat dapat mencair.
Adapun campuran-campuran lain (misalnya untuk membuat baja tahan karat) dimasukkan setelah bahan-bahan menjadi cair dan siap untuk dituang.

C. Proses Pembentukan dan Bentuk-bentuk Produk Baja
Pembentukan baja adalah tahap lanjutan dari proses pengolahan baja dengan berbagai jenis dapur baja.
Baja yang telah cair dan ditambah dengan campuran lain (sesuai dengan kebutuhan/sifat-sifat baja yang diinginkan) dituang ke dalam cetakan yang berlubang dan didinginkan sehingga menjadi padat. Batangan baja yang masih panas dan berwarna merah dikeluarkan dari cetakan untuk disimpan sementara dalam dapur bentuk kotak serta dijaga panasnya dengan temperatur 1100oC - 1300oC menggunakan bahan bakar gas atau minyak. Penyimpanan tersebut adalah untuk meratakan suhu sebelum dilakukan proses pembentukan atau pengerolan.

Proses pembentukan produk baja dilakukan dengan beberapa tahapan:
1. Proses Pengerolan Awal
Proses ini adalah dengan cara melewatkan baja batangan diantara rol-rol yang berputar sehingga baja batangan tersebut menjadi lebih tipis dan memanjang.
Proses pengerolan awal ini dimaksudkan agar struktur logam (baja) menjadi merata, lebih kuat dan liat, disamping membentuk sesuai ukuran yang diinginkan, seperti pelat tebal (bloom), batangan (billet) atau pelat (slab).

2. Proses Pengerolan Lanjut
Proses ini adalah untuk merubah bentuk dasar pelat tebal, batangan menjadi bentuk lembaran, besi konstruksi (profil), kanal ataupun rel.
Ada tiga jenis pengerolan lanjut :
• Pengerolan bentuk struktur/konstruksi
• Pengerolan bentuk besi beton, strip dan profil
• Pengerolan bentuk (pelat).

a. Bentuk Struktur
Pengerolan bentuk struktur/profiil adalah lanjutan pengerjaan dari pelat lembaran tebal (hasil pengerolan awal) yang kemudian secara paksa melewati beberapa tingkat pengerolan untuk mendapatkan bentuk dan ukuran yang diperlukan.

b. Bentuk Strip, Besi Beton dan Profil
Proses pembentukan ini tidak dilakukan langsung dari pelat tebal, tetapi harus dibentuk dulu menjadi batangan, kemudian dirol secara terus menerus dengan beberapa tingkatan rol dalam satu arah. Adapun hasil pengerolan adalah berbagai bentuk, yaitu : penampang bulat, bujur sangkar, segi-6, strip atau siku dan lain-lain sebagainya sesuai dengan disain rolnya.

c. Bentuk Lembaran (Pelat)
Pengerolan bentuk pelat akan menghasilkan baja lembaran tipis dengan cara memanaskan terlebih dahulu baja batangan kemudian didorong untuk melewati beberapa tingkat rol sampai ukuran yang diinginkan tercapai.

2. Paduan Baja
Baja paduan adalah baja paduan dengan berbagai elemen dalam jumlah total antara 1,0% dan 50% berat untuk meningkatkan sifat mekanik. Baja Paduan dipecah menjadi dua kelompok:
1. Baja paduan rendah (low alloy steel)
Baja paduan rendah biasanya digunakan untuk mencapai hardenability lebih baik, yang pada gilirannya akan meningkatkan sifat mekanis lainnya. Mereka juga digunakan untuk meningkatkan ketahanan korosi dalam kondisi lingkungan tertentu. Dengan menengah ke tingkat karbon tinggi, baja paduan rendah sulit untuk las. Menurunkan kandungan karbon pada kisaran 0,10% menjadi 0,30%, bersama dengan beberapa pengurangan elemen paduan, meningkatkan weldability dan sifat mampu bentuk baja dengan tetap menjaga kekuatannya. Seperti logam digolongkan sebagai baja paduan rendah kekuatan tinggi.
Baja paduan rendah dikelompokan menjadi 3 yaitu:
a. Baja Karbon Rendah (low carbon steel)
Baja ini dengan komposisi karbon kurang dari 2%. Fasa dan struktur mikronya adalah ferrit dan perlit. Baja ini tidak bisa dikeraskan dengan cara perlakuan panas (martensit) hanya bisa dengan pengerjaan dingin. Sifat mekaniknya lunak, lemah dan memiliki keuletan dan ketangguhan yang baik. Serta mampu mesin (machinability) dan mampu las nya (weldability) baik.
b. Baja Karbon Sedang ( medium carbon steel)
Baja Mil memiliki komposisi karbon antara 0,2%-0,5% C (berat). Dapat dikeraskan dengan perlakuan panas dengan cara memanaskan hingga fasa austenit dan setelah ditahan beberapa saat didinginkan dengan cepat ke dalam air atau sering disebut quenching untuk memperoleh fasa ang keras yaitu martensit. Baja ini terdiri dari baja karbon sedang biasa (plain) dan baja mampu keras. Kandungan karbon yang relatif tinggi itu dapat meningkatkan kekerasannya. Namun tidak cocok untuk di las, dengan kata lain mampu las nya rendah. Dengan penambahan unsur lain seperti Cr, Ni, dan Mo lebih meningkatkan mampu kerasnya. Baja ini lebih kuat dari baja karbon rendah dan cocok untuk komponen mesin, roda kereta api, roda gigi (gear), poros engkol (crankshaft) serta komponen struktur yang memerlukan kekuatan tinggi, ketahanan aus, dan tangguh.
c. Baja Karbon Tinggi (high carbon steel)
Baja karbon tinggi memiliki komposisi antara 0,6- 1,4% C (berat). Kekerasan dan kekuatannya sangat tinggi, namun keuletannya kurang. baja ini cocok untuk baja perkakas, dies (cetakan), pegas, kawat kekuatan tinggi dan alat potong yang dapat dikeraskan dan ditemper dengan baik. Baja ini terdiri dari baja karbon tinggi biasa dan baja perkakas. Khusus untuk baja perkakas biasanya mengandung Cr, V, W, dan Mo. Dalam pemaduannya unsur-unsur tersebut bersenyawa dengan karbon menjadi senyawa yang sangat keras sehingga ketahanan aus sangat baik.

2. Baja Paduan Tinggi (high alloy steel)
Baja paduan tinggi terdiri dari baja tahan karat atau disebut dengan stainless steel dan baja tahan panas. Baja ini memiliki ketahanan korosi yang baik, terutama pada kondisi atmosfer. Unsur utama yang meningkatkan korosi adalah Cr dengan komposisi paling sedikit 11%(berat). Ketahanan korosi dapat juga ditingkatkan dengan penambahan unsur Ni dan Mo. Baja tahan karat dibagi menjadi tiga kelas utama yaitu jenis martensitik, feritik, dan austenitik. jenis martensitik dapat dikeraskan dengan menghasilkan fasa martensit. baja tahan karat austenitik memiliki fasa y (austenit) FCC baik pada temperatur tinggi hingga temperatur kamar. Sedangkan jenis feritik terdiri dari fasa ferrit (a) BCC. Untuk jenis austenitik dan feritik dapat dikeraskan dengan pengerjaan dingin (cold working). Jenis Feritik dan Martensitik bersifat magnetis sedangkan jenis austenitik tidak magnetis.