Kadar Air Pasir Cetak pada Pengecoran Logam

 Kadar Air Pasir Cetak pada Pengecoran Logam

Definisi dan Fungsi Kadar Air

A.     Pengertian Kadar Air

Kadar air adalah jumlah air yang terkandung suatu materi, yaitu pasir cetakdinyatakan dalam satuan presentase (%).

Dimana:

·        Kadar Air      : Banyaknya air yang diuapkan. Dinyatakan dalam    presentase (%);

·        Berat Pasir Cetak Awal        : Berat pasir cetak (basah) ditambah air dan bentonite dalam satuan gram (gr);

·        Berat Akhir   : Berat pasir cetak setelah dipanaskan dengan Moisture Analyzer dalam satuan gram (gr).

B.      Fungsi Kadar Air

Fungsi air pada pasir cetak ialah mengaktifkan daya ikat zat pengikat (bentonite) sehingga dapat digunakan untuk mengikat pasir cetak. Akan tetapi kadar air sebagai aktifator harus pada titik optimum (takaran yang tepat) agar pasir cetak dapat teraktifasi secara sempurna. Sebaliknya apabila kadar air melebihi titik optimum maka akan menjadi air bebas sehingga aktifasi pasir cetak berjalan tidak sempurna.

 

 

 

2 Macam - macam Air

Dalam konteks air yang mengisi celah – celah butir pasir cetak, air digolongkan menjadi:

1.       Air Terikat

Air terikat adalah air yang fungsinya sebagai zat yang mengaktifasi bentonite untuk mengikat pasir cetak

2.       Air Bebas

Air bebas adalah yang kehilangan fungsinya sebagain aktifator bentonite sehingga mengisi celah – celah pada pasir cetak.

 

3 Pengaruh Kadar Air Terhadap Pengujian Karakteristik Pasir Cetak

 

Gambar  Grafik hubungan kadar air dengan permeabilitas dan kekuatan pasir     cetak

Sumber            : Surdia dan Chijiwa (1976 : 112)

 

Pada grafik dapat kita lihat bagaimana hubungan antara pengaruh kadar air terhadap karakteristik pasir cetak, diantaranya adalah kekuatan kering, kekuatan basah, dan permeabilitas pasir cetak.

Pada hubungan kekuatan basah dengan kadar air, didapati grafik kencederungan menurun dengan nilai kekautan basah rendah dan kekuatan basah optimal pada titik tertentu. Pada kadar air rendah didapati kekuatan basah rendah karena bentonitebelum teraktivasi sempurna karena kadar air yang masih rendah. Pada kadar air yang sesuai didapatkan kekuatan basah yang optimal  karena kadar bentonitesudah terdistribusi secara sempurna oleh kadar air yang pas sehingga pasir terikat.Selanjutnya apabila kadar air terus ditambah kekuatan akan menurun karena banyaknya air bebas sehingga pasir centak menjadi lembek.

Pada hubungan permeabilitias pasir cetak dengan kadar air, didapat grafik kencederungan menurun dengan nilai permeabilitas redah dan permeabilitas optimal pada ttik tertentu. Pada kadar air rendah didapati permeabilitas rendah karena celah – celah butiran pasir terisi oleh bentonite yang belum teraktivasi., kemudian pada kadar air yang sesuai didapat permeabilitas yang optimal karena kadar air dan kadar bentonite  yang sudah pas sehingga permeabilitas juga optimal. Sedangkan apabila kadar air bertambah, permeabilitas nya akan menurun karena celah – celah pada pasir cetak diisi oleh air bebas.

Pada kekuatan kering didapati grafik yang terus meningkat seiring ditambahkannya kadar air dikarenakan semakin banyak kadar air menjadikan bentonite  menjadi cair sehinnga bentonite bisa terdistribusi merata ke celah antar butir pasir. Setelah bentonit yang teraktivasi oleh air sudah terdistribusi merata, diberi perlakuan panas sehingga air bebas yang menguap dan menjadikan kekuatan keringnya meningkat.

 

4 Faktor - faktor yang Mempengaruhi Penguapan Kadar Air

1.       Waktu Pemanasan

Ketika waktu pemanasan semakin lama, maka kalor yang terkumpul untuk memanaskan air semakin banyak sehingga air yang dapat diuapkan semakin banyak. Sebaliknya apabila waktu pemanasan hanya sebentar, maka kalor yang terkumpul untuk menguapkan air hanya sedikit sehingga kadar air yang diuapkan hanya sedikit;

2.       Temperatur Pemanasan

Jika temperatur pemanasan semakin tinggi maka penguapan yang terjadi akan semakin besar. Hal ini disebabkan oleh kecenderungan air untuk mengubah fase air menjadi fase gas ketika telah mencapai titik didihnya sehingga kadar air pada pasir cetak berkurang. Begitu juga sebaliknya ketika temperatur pemanasan rendah maka sulit mencapai titik didih air dan merubah fase air, sehingga hanya sedikit kadar air yang diuapkan. Pada praktikum kali ini suhu yang digunakan 110°C;

 

3.       Luas Penampang Permukaan Pasir Cetak

Semakin besar luas penampang permukaan, maka laju penguapan yang terjadi semakin tinggi. Hal ini dikarenakan pasir yang berkontak secara langsung menerima kalor semakin banyak sehingga kalor dapat menguapkan air yang berikatan dengan pasir lebih mudah daripada ketika luas penampang semakin kecil karena ketika luas penampang kecil kalor juga sedikit sehingga penguapan lebih sulit terjadi;

4.       Ukuran Dimensi

Butiran yang berukuran besar mempunyai laju penguapan yang lebih tinggi daripada butiran yang berukuran kecil. Hal ini dikarenakan butiran yang besar mempunyai rongga antar butir yang semakin besar, sehingga mudah terjadi penguapan. Dari bentuk butiran yang mempunyai laju penguapan tinggi adalah butiran pasir yang berbentuk bulat pasirnya dibandingkan butir pasir berbentuk kristal. Hal ini karena butir bentuk bulat mempunyai rongga - rongga yang lebih besar daripada butir kristal, sehingga mempunyai sifat mampu alir yang lebih baik dan ketika diberikan kalor, penguapan lebih cepat terjadi pada butiran pasir bulat;

5.       Kelembaban

Semakin tinggi kelembaban, maka kadar air yang ada di lingkungan semakin banyak sehingga uap air di lingkungan akan menjadi jenuh menyebabkan penguapan sulit terjadi. Sebaliknya jika kelembabannya rendah, maka uap air di lingkungan tidak terlalu banyak sehingga pada pasir cetak dapat terjadi penguapan;

6.       Tekanan

Tekanan yang berbeda ketika pengujian kadar air juga mempengaruhi. Pada dataran tinggi dan dataran rendah terdapat perbedaan tekanan atmosfer yang menyebabkan titik didih pada air menjadi berbeda. Hal ini berdampak pada penguapan yang dihasilkan. Pada dataran tinggi air lebih cepat mendidih sehingga lebih mudah menguap, sehingga penguapan yang dihasilkan lebih banyak.