rgnomotto.blogspot.com

Susut bakar suatu benda keramik adalah suatu besaran yang dapat diukur tentang menyusutnya (ukuran) benda karena pembakaran. Hal itu  bukan hanya karena menguapnya  air  bebas, tetapi karena adanya perubahan sifat-sifat kimia  dan fisika tanah liat menjadi keramik secara permanen. Tanah liat lunak bila tercampur air mudah diurai dan plastis, tetapi setelah dibakar tanah liat menjadi keras membatu dan kedap air serta ukurannya menyusut dibandingkan dengan ukuran pada waktu sebelum dibakar.

Hal-hal yang Menyebabkan Terjadinya Susut Bakar

Dalam proses pembakaran benda keramik akan terjadi suatu proses sebagai berikut :

1. Penguapan sisa air pembentuk : Meskipun telah dikeringkan, namun sejumlah uap air masih tetap tinggal di dalam pori-pori benda keramik dan hanya  akan  menguap bila benda tersebut dibakar. Setelah itu terjadilah penyusutan karena semua partikel saling mendekat mengisi pori-pori. Untuk menghindari pecahnya benda keramik yang dibakar akibat tekanan uap air maupun penyusutan yang mendadak, proses kenaikan suhu pada tahap pembakaran awal harus  dilakukan secara perlahan-lahan. Pada suhu 100-150 celcius semua air pembentuk telah hilang. Pada tahap itulah, dapat dikatakan bahwa proses pengeringan dianggap telah sempurna.

2. Penguapan air kimia : Perubahan berikutnya yang terjadi dalam proses pembakaran tanah liat pada suhu kira - kira 350 celcius yaitu air kimia dari bahan tanah liat mulai keluar. Pengertian air kimia jangan dicampuradukkan sebagai air pembentuk, air pori-pori atau air plastisitas yang menguap selama pengeringan. Air kimia adalah suatu bagian dari struktur molekuler tanah liat dan tidak  terpengaruh oleh suhu di bawah 350 celcius Dari formula tanah liat diketahui  bahwa ada dua molekul silika dan dua molekul  alumina (Al2O3 2SiO2 2H2O). Bila dinyatakan dalam p ersentase, tanah liat mengandung air kimia sebesar 14% dari berat totalnya. Air kimia ini harus cukup untuk menguap dalam pembakaran, sehingga dapat mencegah pengumpulan tekanan uap yang kemungkinan dapat memecah benda. Pada saat badan tanah liat telah dibakar pada suhu kira-kira 500 celcius akan terjadi proses dehidrasi sehingga tidak lagi larut atau terurai dalam air. Tanah liat juga akan kehilangan plastisitasnya dan menjadi sangat rapuh sehingga tidak mungkin didaur ulang atau digunakan lagi.

3. Pembakaran sempurna (oksida) senyawa karbon, karbonat dan sulfat : Perubahan penting lainnya yang terjadi di dalam massa tanah liat selama awal pembakaran adalah teroksidasinya atau terbakarnya secara sempurna semua komponen tanah liat yang tidak dalam senyawa oksida, termasuk antara lain bahan-bahan organik yang mengandung senyawa karbon dan sulfat. Proses oksida semua bahan biasanya akan sempurna pada suhu pembakaran kira2 900 celcius Karena jumlah mineral-mineral ini relatif kecil, maka biasanya pembakaran oksida dapat dilaksanakan tanpa suatu kendala. Karena teroksidasinya ketiga unsur tersebut di atas, maka susut bakar juga akan terjadi sebagai akibat dari pergerakan partikel-partikel tanah liat untuk menempati ruangan yang ditinggalkan oleh unsur-unsur tersebut.

4. Terjadinya inversi kwarsa : Semua tanah liat mengandung sejumlah  kwarsa dalam jumlah besar. Kwarsa ini bisa disosialisasikan sebagai mineral pelengkap tanah liat alam. Kwarsa juga dapat ditambahkan ke tanah liat dalam bentuk pasir

   putih ( flint). Kristal  kwarsa mempunyai sejumlah bentuk yang berbeda-beda, tergantung pada perbedaan suhu. Ketika suhu berubah, kristal-kristal kwarsa menyesuaikan diri menjadi struktur yang sedikit berbeda dan diikuti oleh perubahan volume. Karena itu ketika suhu kira2 573 celcius telah  tercapai, kristal kwarsa mengalami perubahan bentuk dari alfa ke betha . Perubahan ini diikuti dengan sedikit pemuaian volume (2%) dan sebaliknya, pada saat pendinginan, yaitu pada suhu +/- 573 celcius, kristal kwarsa berubah kembali dari betha ke alfa atau kembali ke bentuk kristal aslinya dengan disertai terjadinya penyusutan volume. Meskipun perubahan volume mineral kwarsa relatif kecil, kenaikan suhu pembakaran harus dilakukan secara lambat untuk mencegah pecahnya benda yang dibakar.

5. Terjadinya proses vitrifikasi : Proses vitrifikasi adalah suatu proses meleburnya bahan silika menjadi gelas yang kemudian memasuki pori-pori dan menjadikan  semua partikel memadat. Badan benda keramik yang telah bervitrifikasi secara sempurna menjadi tidak berpori-pori dan menjadi kedap air. Tanah liat akan menggelas pada suhu yang berbeda-beda, tergantung pada komposisinya. Suatu jenis tanah liat merah misalnya, yang mengandung  banyak unsur besi dan kotoran mineral lain, dapat dibakar menjadi keras dan padat pada suhu sekitar 1000 celcius dan dapat melebur menjadi suatu  cairan gelas pada suhu 1250celcius. Penyusutan terus berlanjut selama vitrifikasi. Penyusutan ini disebabkan berkurangnya ukuran partikel, khususnya pada saat partikel-partikel tersebut mendekati titik lebur dan  susunan partikel yang semakin menggelas. Susut bakar suatu benda  keramik bisa melebihi 10%. Penyusutan ini beragam, besar atau kecilnya tergantung pada tingkat suhu vitrifikasinya. Tanah liat yang  akan melebur biasanya didahului oleh tahapan menggelembung, mendidih dan pada titik ini mungkin ukurannya akan membengkak. Hal  ini disebut  over firing atau terlalu matang. Massa tanah liat yang telah dibakar secara sempurna dan matang dapat diketahui dari tingkat kekerasan, kekuatan tekanan, kepadatan atau daya kedap airnya, tahan terhadap gesekan dan dapat dilihat dari warna dan tekstur.

Proses Pengujian Susut Bakar

Susut bakar untuk beberapa jenis tanah liat dapat membuat retak, tetapi untuk jenis tanah liat lainnya tidak menyebabkan suatu kendala. Pada saat mengering, massa tanah liat akan terdiri dari banyak partikel-partikel halus dengan pori-pori di antaranya yang saling menutup

Catat persentase susut bakar semua benda uji yang berbeda formula untuk ketiga suhu bakar, dan amati masing-masing benda uji tersebut untuk ketiga suhu bakar yang berbeda dan simpulkan.