Dokumen tersebut membahas tentang kelompok dan sifat dasar bahan bangunan. Terdapat empat kelompok bahan yaitu keramik, logam, polimer, dan campuran. Kelompok tersebut memiliki ikatan kimia dan sifat yang berbeda seperti sifat mekanis, termal, listrik, dan kimia. Dokumen ini juga menjelaskan pengelompokan bahan berdasarkan sifat-sifatnya.

1. POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
MODUL 1
KELOMPOK DAN SIFAT DASAR BAHAN BANGUNAN
Kegiatan Belajar 1
Tujuan Instruksional Khusus
Setelah akhir pelajaran diharapkan siswa:
- Mampu menjelaskan pengelompokan bahan bangunan
- Mampu menjelaskan sifat-sifat bahan bangunan
1.1. Pendahuluan
Suatu bahan akan bermanfaat bila bahan tersebut memiliki sifat
yang cocok untuk penggunaan/pemakaian tertentu. Kemampuan suatu
bahan dapat diperkirakan bila sifat-sifat bahan tersebut sudah diketahui.
Pada umumnya bahan memiliki 4 sifat dasar yaitu : sifat mekanis,
sifat termal, sifat listrik dan sifat kimia. Keempat sifat tersebut sangat
bergantung pada struktur dan atau susunan bahan pembentuknya.
Suatu bahan terbentuk oleh 3 unsur dasar alamiah yaitu : atom, ion
dan molekul. Unsur dasar tersebut terikat satu sama lainnya karena ikatan
kimia.
Terdapat ±100 macam zat kimia yang masing-masing tidak dapat
dipecah menjadi zat lain, yang disebut ”unsur dasar”. Unsur-unsur kimia
tersebut adalah :
Oksigen : 49,7 % Natrium : 2,3 %
Silicon : 26,0 % Kalium : 2,3 %
Aluminium : 7, 3 % Magnesium : 2,1 %
Besi : 4,1 % Lainnya : 2,8 %
Calsium : 3,2 %
Unsur dapat dibagi menjadi bagian yang sangat kecil. Bagian yang
terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat yang sama dengan
unsur induknya disebut atom.
1.2. Kelompok Bahan
Bahan-bahan yang dijumpai terutama untuk keperluan teknik dibagi
menjadi 4 kelompok :
Modul 1 Kegiatan Belajar 1 1

2. POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
1. Kelompok Bahan Keramik
Ikatan kimianya : ikatan ion
Ciri dan sifatnya : Ikatannya kuat sukar dipecah. Titik leleh tinggi tetapi
regas. Daya hantar listrik dan panas buruk sekali. Tahan
kimia dan tahan korosi.
Contoh bahan : batu alam, gelas, bahan leramik
2. Kelompok Bahan Logam
Ikatan kimianya : ikatan logam
Ciri dan sifatnya : Ikatannya kuat tetapi lebih rendah dari ikatan
keramik. Titik leleh tinggi (lebih rendah i keramik).
Bahan liat tetapi keras. Daya hantar listrik dan
panas baik. Kurang tahan terhadap kimia dan
korosi.
Contoh bahan : logam-logam untuk keperluan teknik (besi,
aluminium, seng, temabag, dll).
3. Kelompok Bahan Polimer
Ikatan kimianya : unsur dasar ikatan kovalen, membentuk molekul
dasar. Molukel dasar ini dapat bergabung lagi
dengan yang lainnya, biasa disebut Poly molekul
atau polimer.
Ciri dan sifatnya : Ikatannya agak kuat tetapi lebih rendah dari
keramik. Keras sampai lunak, rengas sampai liat.
Titik lembek rendah. Tidak menghantar listrik dan
panas. Tahan kimia kurang tahan sinar ultraviolet.
Contoh bahan : benda organik, plastik, kayu, karet, aspal dll.
4. Kelompok Bahan Campuran
Kelompok bahan campuran/komposit sebagian besar adalah buatan
manusia (bukan alami). Dibuat untuk memenuhi kebutuhan bahan yang
diperlukan. Terbuat dari 2 atau 3 bahan dasar.
Ikatan kimianya : ikatan antar molekul
Ciri dan sifatnya :Tergantung dari bahan dasarnya, jumlah sifatnya
bahan mana yang terbanyak dari bahan penyusunnya.
Modul 1 Kegiatan Belajar 1 2

3. POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
Contoh bahan :
 Beton biasa/adukan : bahan keramik + keramik (semen+pasir atau
batu + air) sifatnya keras dan rengas.
 Beton bertulang : keras tapi tahan lentur, karena adanya keramik dan
logam (baja beton)
 Aspal beton : aspalnya bahan polimer + betonnya bahan keramik
sehingga sifatnya liat
 Karet virodo (rem) : campuran karet (polimer) + serbuk logam (logam)
+ asbes serat (keramik)
1.3. Sifat Dasar Bahan
Secara umum unsur-unsur atau bahan yang membentuk bangunan
adalah stabil. Suatu benda yang terkena pengaruh gaya luar atau energi
dari luar akan memberikan reaksi, untuk menahan gaya luar tersebut.
Terjadinya reaksi dari bahan ini akan menimbulkan sifat-sifat tertentu.
Pada umumnya bahan memiliki sifat-sifat :
1. Mekanis
2. Thermal
3. Listrik
4. Kimia
1.3.1. Sifat Mekanis
Suatu bahan atau benda bila mendapat gaya luar akan memberikan
suatu reaksi akibat gaya tersebut. Akibat adanya gaya luar, benda atau
bahan dapat berubah bentuknya (deformasi) atau akan timbul tegangan.
Besarnya deformasi dibandingkan dengan ukuran benda semula disebut
regangan (strain).
a. Tegangan
Tegangan adalah beban dibagi luas bidang.
P
( / , / , ) 2 2 kg cm t m MPa
A
 
Arah tegangan pada suatu bahan dapat terbagi 3 arah, tergantung arah
beban yang bekerja.
1. Tegangan axial, terjadi dalam satu arah misalnya pada pembebanan
tarik atau tekan
Modul 1 Kegiatan Belajar 1 3

4. POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
2. Tegangan bi atau tri axial, terjadi dua atau tiga arah pembebanan
dimana arah axial yang dua arah lainnya arahnya tegak lurus sumbu
axial.
b. Deformasi
Suatu bahan bila mendapat beban akan mengalami perubahan
bentuk (deformasi). Perlawanan reaksi suatu benda atau bahan akibat
pembebenan dapat menimbulkan 3 macam deformasi :
1. Deformasi Elastis : suatu deformasi yang dapat hilanglagi jika beban
yang diberikan pada bahan tersebut dihilangkan.
Besarnya regangan yang terjadi berbanding lurus dengan besarnya
tegangan. Perbandingan antara tegangan dengan regangan disebut
modulus elastisitas (modulus young)
2 kg cm MPa
( / , )
Tegangan
  
Re
gangan


Regangan dinyatakan dalam persen
2. Deformasi Plastis : deformasi akibat pembebanan yang melampaui
beban elastis. Disini bahan yang dibebani akan mencapai kondisi plastis,
sehingga meskipun beban dihilangkan, bahan akan berubah bentuk
(deformasi / regangannya tidak hilang).
3. Deformasi Viscous/Patah : merupakan kelanjutan dari deformasi
plastis, dimana terjadi gejala mengalir.
Untuk bahan yang bersifat liat, gejala mengalir ini dapat terjadi, dimana
meskipun beban yang diberikan pada bahan tersebut dihentikan, bahan
akan terus berubah bentuknya sampai patah/putus atau hancur. Bagi
bahan yang bersifat regas, gejala ini tidak terlihat sebaliknya pada logam
gejala ini dapat terlihat.
Dari pengertian diatas, hendaknya pemberian beban pada suatu
benda/bahan tidak melebihi sifat elastisitanya agar bahan tersebut awet
dan aman.
Modul 1 Kegiatan Belajar 1 4

5. POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
c. Regangan
Suatu benda bila diberi beban yang relatif rendah dan pembebanan
itu masih dalam batas elastis, besarnya beban yang timbul akan sebanding
dengan tegangan yang diberikan, serta konstan sifatnya. Dalam keadaan
demikian berlaku hukum Hooke:
  x   atau


 
Beberapa jenis modulus elastis bahan :
 Ketangguhan (toughness) diartikan sebagai kemempuan suatu bahan
untuk menyerap energi sampai patah.
 Kelentingan merupakan ukuran kemampuan suatu bahan melenting
tanpa merubah sifatnya. Ini ditandai dengan tingginya tegangan
regangan pada batas elastis.
 Keuletan (ductility) merupakan ukuran besarnya regangan suatu bahan
sebelum patah.
 Kekersan (hardeness) yaitu kemampuan bahan untuk menahan beban
yang masuk dari permukaan. Cara pengujian yaitu dengan memberikan
beban dari permukaan, lalu diukur berapa dalam masuknya beban
tersebut.
Cara uji ini dilakukan terhadap bahan yang bersifat ulet (liat),
misalnya: logam, karet, plastik. Untuk bahan yang sifatnya regas, bahan
keramik atau beton diuji dengan cara goresan/gesekan/geseran.
Cara uji kekerasan lain yaitu goresan dengan alat pembanding
kekerasan yang diketahui. Cara ini diciptakan oleh Fredirch Mohs (1882),
yang menyusun skala kekerasan berdasarkan kristal mineral yang disebut
Skala Kekerasan (Mohs Scale Hardeness) mulai dari 1 s/d 10.
Talk : 1 Osthoklas : 6
Gips : 2 Quartz : 7
Kalsit : 3 Topaz : 8
Flourit : 4 Korundum : 9
Apatit : 5 Intan : 10
1.3.2. Sifat Thermal
Suatu bahan bila terpengaruh panas dapat dapat berubah
keadaanya, dari keadaan padat misalnya menjadi cair dan kemudian
Modul 1 Kegiatan Belajar 1 5

6. POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
menguap. Perubahan dari keadaan padat ke cair dan menjadi uap disertai
dengan pemuaian. Secara umum bahan yang terbentuk oleh ikatan ion
yang kuat, memiliki titik leleh yang tinggi.
a. Daya Hantar Panas
Daya hantar panas adalah kemampuan bahan menghantar panas
dari daerah panas tinggi kedaerah panas rendah.
Kelompok bahan logam merupakan bahan yang baik untuk
menghantar panas. Kelompok bahan keramik lebih buruk (rendah) daya
hantar panasnya. Kelompok bahan polimer memiliki daya hantar panas
yang buruk.
Daya hantar panas diukur dengan BTU (British Thermal Unit),
perjam penyaluran, per 1 ft persegi dari bahan setebal 1 inchi tiap
perbedaan suhu 1oF atau ditulis : BTU/hr/sqft/in/oF
Tabel 1.1. Pengembangan thermal beberapa bahan
Kelompok
Bahan
Jenis Bahan Titik Leleh
(oF)
Daya
Hantar
Panas
(BTU)
Koef.
Muai
Thermal
Logam Baja karbon
Baja
Stainless
Aluminium
Tembaga
2700-2800
2700-2800
1100-1200
1800-2000
300–500
100–150
500-1500
500-2500
0.5
7
9
12,5
Keramik Bata Merah
Beton
Plat Kaca
500-2000
3000
1500
3-6
5-10
5-6
Bahan
Molukuler
Kayu
Plastik ABS
400
200-300
1-2
1-2
10-30
50
Polimer Plastik Acrylik
Plastik Vinyl
Silicon
200-300
200-300
400-600
1
0.5-1
1
30-50
50
1-100
1.3.3. Sifat Listrik
Gerakan elektron pada bahan logam memunkinkan panas atau
tenaga listrik disalurkan. Daya hantar listrik suatu bahan disebabkan oleh
adanya gerakan elektron bebas.
Pada bahan yang daya hantar listriknya rendah tetapi didalamnya
terselip bahan logam atau zat pelarut yang memungkinkan terbentuknya
ion-ion dimana akan ada gerakan elektro, misalnya pada kayu basah, kayu
Modul 1 Kegiatan Belajar 1 6

7. POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
tersebut dapat menghantar listrik sebaliknya bila kayu itu kering kayu
tersebut tidak dapat menghantar listrik.
Logam memiliki tahanan listrik rendah tetapi daya hantar listrik
tinggi. Keramikmemiliki tahanan listrik tinggi tetapi daya hantar listrik
rendah.
Tahanan listrik dinayatakan dalam ohm/sqft.
Tabel 1.2. Tahanan listrik beberapa bahan
Kelompok Jenis Bahan Tahanan Listrik
(Ohm/sqft)
Logam Baja Karbon
Baja Stainless
Paduan Aluminium
Paduan Tembaga
6.10-4
2.10-3
10-6
5.10-3
Keramik Bata Merah
Beton
Plat Kaca
4.106
4.106
10.1012
Polymer Plastik ABS
Plastik Acrylik
Plastik Vinyl
Silicon
10.1012-0,1 .1015
100. 1012
100. 109
1012
1.3.4. Sifat Kimia
Bahan bangunan dipengaruhi oleh udara dan kelembaban, karena
mengandung bahan kimia aktif. Pada keadaan tertentu bahan kimia
tersebut bahamkimia tersebut dapat bereaksi dengan bahan bangunan dan
merusak.
Kelompok bahan keramik dalam keadaan normal dapat tahan
terhadap pengaruh ini. Untuk bahan kelompok logam, lebih rumit karena
logam pada logam dapat terjadi korosi, akibat terjadi sejumlah kecil tenaga
listrik dari salah satu daerah yang disebut anoda kedaerah lainnya yang
disebut katoda.
Unsur utama yang terjadi dalam sistem korosi adalah anoda, katoda
dan aliran yang menjadi media (elektrolit) yangmenghubungkan anoda dan
katoda tadi.
Modul 1 Kegiatan Belajar 1 7

8. POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
Tabel1.3. Tabel galvani untuk menduga kemungkinan terjadinya korosi
pada logam
Kecenderungan Elektrolit Bahan Logam atau Paduan
Bersifat anodik (naik)  Paduan Magnesium
Seng(Zn)
Bersifat Katodik (turun)  Paduan Aluminium
Baja Karbon
Baja Stainless Aktive
Timah Hitam Pb
Timah Putih Sn
Kuningan
Temabaga
Perunggu
Baja Stainless Passive
Emas
R A N G K U M A N
Bahan-bahan keperluan teknik dibagi menjadi 4 kelompok yaitu :
1. Kelompok Bahan Keramik
2. Kelompok Bahan Logam
3. Kelompok Bahan Polymer
4. Kelompok Bahan Campuran
Bahan umumnya memiliki sifat mekanis, thermal, listrik dan kimia.
Sifat mekanis bahan yaitu : tegangan, deformasi dan regangan
Sifat termal bahan yaitu : daya hantar panas dan pengembangan thermal
Sifat listrik bahan yaitu : daya hantar listrik dan tahanan listrik
Sifat kimia bahan yaitu : bersifat anodik dan katodik
S O A L L A T I H A N
1. Mengapa kita perlu mengetahui sifat-sifat dasar bahan?
2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sifat mekanis dari suatu bahan ?
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan tegangan?
4. Sepotong kayu memiliki ukuran 5 x 5 x 5 cm, mampu menahan beban
vertikal sebesar 100 kg. Berapakah tegangan yang terjadi pada kayu
tersebut ?
Modul 1 Kegiatan Belajar 1 8

9. POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
Sumber Pustaka
Beni TR, Hand Out Bahan Bangunan, Pusditek PU – Badan
Pengembangan Sumber Daya Manusia, Bandung.
PEDC, 1983, Teknologi Bahan 1, Bandung
Modul 1 Kegiatan Belajar 1 9