Pembuatan Keramik

PembuatanProses pembuatan keramik

Penyiapan bahan mentah,

meliputi : penggalian bahan mentah, penimbunan dan penggilingan.

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.

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.

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.

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). Cara ini biasanya digunakan untuk membentuk produk keramik yang pembentukannya dikehendaki dengan lembek sehingga dapat dilakukan pembentukan dengan tangan. Cara ini biasanya dipakai untuk benda-benda khusus yang tidak dapat dikerjakan dengan alat lain, misalnya untuk produk keramik halus yang cara pembentukannya dengan proses putar. Di dalam proses ini, lempung bersifat lembek dengan kandungan air 25 – 40 %, dengan syarat lempung masih cukup lkuat menahan beratnya sendiri sehingga tidak terjadi perubahan bentuk.
2. Cara pembuatan dengan proses lempung kaku (Stiff mud). Masa yang dipakai berupa lempung kau yang cukup berat bila dicetak/dibentuk dengan tangan.. Kadar air lempung kaku dalam cara ini kurang lebih 15 – 30 %. Biasanya cara ini memerlukan alat pembentuk extruder sehingga dari alat ini dikeluarkan suatu kolom tanah yang kaku. Kemudian kolom tanah ini dibentuk/dipotong, lalu dibentuk kembali menjadi produk tertentu. Cara ini biasanya dipakai dalam pembuatan produk keramik berat dan keramik banhan bangunan, misalnya genteng keramik, bata merah, bata berlubang, pipa tanah dan bentuk produk keramik kasar lainnya.
3. Cara Pembentukan dengan masa slip. Cara ini dipakai bila lempung yang akan dicetak disiapkan dalam bentuk bubur yang halus sekali dan berbentuk lumpur cair. Biasanya lempung terdiri dari susunan butiran yang halus sekali. Kandungan air dalam lempung ini 12 – 50 %. Cara ini biasanya dilakukan dengan membuat cetakan dari gips yang telah dibakar dan dengan cara mencetak tersebut dapat dibuat produk yang sama. Selain itu,juga memungkinkan untuk membentuk benda-benda yang sulit dibentuk dengan cara tangan atau mesin. Cara pembuatan ini biasanya digunakan untuk membuat produk sanitair (closet, wastafel, dll).
4. Cara Pembentukan dengan proses kering. Dalam cara ini dipakai lempung/masa campuran yang berkadar air rendah 4 – 12 %, sehingga masa tadi lembab. Cara membentuknya biasanya dengan alat kempa (press) yang bertekanan tinggi untuk mendapatkan produk yang mempunyai kepadatan tinggi pula. Cara ini umumnya dipakai untuk membuat produk keramik yang mempunyai kepadatan tinggi tetapi hasil bakarannya tidak sampai meleleh, misalnya dalam pembuatan produk ubin keramik, bata klinker dan bata tahan api.

Pengeringan keramik keramik

Pada saat keramik selesai dibentuk, biasanya mengandung air antara 7-30 % tergantung cara pembentukkannya. Keramik ini masih dalam kondisi mentah dan basah sehingga untuk mengurangi kadar airnya perlu dikeringkan lebih dulu. 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. Penyusutan akan terhenti apabila air yang menguap telah mencapai ± ½ – 1/3 kali. Apabila penyusutan telah selesai, maka produk kering sudah tidak mengalami perubahan bentuk lagi .
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.

Pembakaran Keramik

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. Jumlah air yang terkandung di dalam bahan mentah keramik setelah pengeringan ± 3 – 10 %. Pada tahap awal pembakaran, perlu dilakukan pengeringan air bebas ini. Pada tahap ini, pembakaran dilakukan secara perlahan-lahan dengan suhu relatif rendah ( 40 – 150ºC ) untuk menghindari penguapan secara mendadak yang menyebabkan benda retak. Kenaikan suhu pembakaran biasanya diatur antara 5 atau 10ºC/jam.
2. Tahap Penguapan air mineral. Pada umumnya air yang terkandung di dalam masa lempung tidak lepas pada suhu di bawah 200ºC dan umumnya lepas pada suhu di atas 500ºC – 700ºC. Pada tahap ini, benda keramik menjadi lebih berpori dan kurang kuat.
3. Tahap Pembakaran Cepat. Pada tahap ini dimaksudkan agar terjadi sedikit peleburan pada dinding partikel lempung sehingga partikel satu dengan yg lainnya melekat. Untuk beberapa produk keramik yang memerlukan penyerapan air rendah, maka dilakukan peleburan lebih lanjut sehingga pori-pori yang ditinggalkan air bebas maupun air mineral menjadi tertutup.

Jenis jenis tungku pembakaran :
1. 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 :

1. 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%).
2. 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 %.

2. 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.
Jenis tungku ini ada 2, yaitu :

1. 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).
2. 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.