Plastik yang digunakan dalam industri konstruksi umumnya adalah bahan non-beban dengan kepadatan rendah. Tidak seperti logam, mereka tidak mengalami korosi, tetapi dapat terdegradasi oleh aksi sinar matahari langsung, dengan penurunan kekuatan mekanik yang sesuai. Banyak plastik mudah terbakar kecuali dirawat; mayoritas memancarkan asap berbahaya dalam kebakaran. Sekitar 20% dari produksi plastik di Inggris digunakan oleh industri bangunan. PVC (polivinil klorida) yang memiliki kandungan energi terkandung tinggi menyumbang 40% dari pangsa pasar ini, terutama di pipa, tetapi juga di kelongsong, insulasi kabel listrik, jendela, pintu dan aplikasi lantai. Dalam hal komposisi kimianya, plastik membentuk kelompok material yang beragam yang memiliki struktur molekul seperti rantai yang terdiri dari sejumlah besar unit berulang kecil. Sementara beberapa bahan seperti karet dan turunan selulosa didasarkan pada produk alami, sebagian besar plastik diproduksi dari produk petrokimia. Pembuatan polietena, yang dimulai pada tahun 1933, melibatkan polimerisasi monomer etilena, gas tak berwarna, yang di bawah tekanan tinggi pada 200°C diubah menjadi polietilena atau polietilena polimer bening (Gbr.10.1)

Polimerisasi Dalam produksi polietilena, unit molekul kecil etilen digabungkan dari ujung ke ujung melalui proses polimerisasi tambahan untuk menghasilkan makromolekul rantai panjang. Proses serupa mengubah vinil klorida menjadi polivinil klorida (PVC) (Gambar 10.2), monomer stirena menjadi polistirena dan tetrafluoroet ilena menjadi politetrafluoroetilen (PTFE). Sementara tulang punggung molekul plastik sebagian besar terdiri dari rantai atom karbon, variasi terjadi, terutama saat polimerisasi proses melibatkan penghapusan air antara unit monomer yang berdekatan. Jadi dalam kasus polimerisasi kondensasi (Gambar 10.3), atom oksigen atau nitrogen dimasukkan ke dalam tulang punggung rantai makromolekul seperti pada poliester (resin) dan poliamida (nilon).

RANTAI BERCABANG Tergantung pada kondisi selama proses polimerisasi, rantai polimer yang dihasilkan dapat berbentuk linier atau bercabang. Dalam kasus plastik, ini mempengaruhi kedekatan pengepakan rantai dan karenanya kepadatan material. Oleh karena itu, polietilena berdensitas tinggi (HDPE) (sg 0,97), yang relatif kaku, memiliki rantai bercabang yang sedikit dibandingkan dengan polietilena berdensitas rendah (LDPE) (sg 0,92), yang lebih lembut dan seperti lilin (Gbr. 10.4).

kopolimer Di mana dua atau lebih monomer yang berbeda dipolimerisasi bersama, produknya akan menjadi kopolimer. Sifat-sifat kopolimer akan sangat tergantung pada apakah dua komponen bergabung bersama dalam urutan bolak-balik, acak atau blok (Gbr. 10.5). Plastik yang lebih kompleks dapat diproduksi untuk sifat fisik spesifiknya dengan menggabungkan beberapa komponen. Jadi acrylonitrile butadiene styrene (ABS) diproduksi oleh kopolimerisasi dari dua kopolimer prekursor: styrene-acrylonitrile dan buta dienestyrene rubber.

KRISTALINITAS Dalam keadaan awal pembuatan, sebagian besar polimer terdiri dari rantai molekul amorf yang berorientasi acak. Namun, jika bahan plastik diregangkan ke satu arah, seperti saat menggambar serat pintal, hal ini menyebabkan penyelarasan rantai molekul, menyebabkan pembentukan sebagian daerah kristal dan anisotropi terkait (Gbr. 10.6). Daerah kristal juga dapat dihasilkan selama pemadatan polimer sederhana seperti polietilena, tetapi luasannya akan terbatas karena keterikatan rantai molekul secara umum.

SUHU TRANSISI KACA Dalam keadaan cair, rantai molekul individu dari bahan plastik bergerak relatif bebas satu sama lain, memungkinkan bahan tersebut dicetak dalam berbagai proses pembentukan yang digunakan untuk pembuatan komponen. Saat suhu bahan plastik yang meleleh diturunkan, kebebasan bergerak rantai molekul berkurang; secara bertahap plastik menjadi lebih kental, hingga akhirnya mengeras pada suhu titik lelehnya yang khas. Namun, bahkan ketika padat, sebagian besar plastik tetap kenyal atau fleksibel, karena rotasi dalam rantai molekul individu. Saat suhu diturunkan lebih lanjut, material pada akhirnya akan menjadi kaku dan rapuh, karena gerakan tidak lagi dapat terjadi di dalam unit molekul individu. Suhu di mana plastik tertentu berubah dari fleksibel menjadi kaku didefinisikan sebagai suhu transisi kaca karakteristiknya. Tergantung pada sifat dari bahan plastik tertentu ini mungkin di atas atau di bawah suhu lingkungan normal. tidak terpengaruh oleh pengulangan siklus, asalkansuhu yang berlebihan, yang akan menyebabkan degradasi polimer, tidak diterapkan. Banyak termoplastik larut dalam pelarut organik, sementara yang lain membengkak dengan penyerapan lubang sol. Termoplastik biasanya diproduksi awalnya dalam bentuk butiran kecil untuk selanjutnya dibuat menjadi komponen.

PLASTIK TERMOSET Plastik termoset memiliki struktur ikatan silang tiga dimensi, dibentuk oleh keterkaitan rantai makromolekul yang berdekatan (Gbr. 10.7) Termoset tidak melunak dengan pemanasan, dan hanya akan hangus dan menurun jika dipanaskan sampai suhu tinggi. Termoset biasanya diproduksi dari bubuk yang dipolimerisasi sebagian atau dengan mencampurkan dua komponen, seperti resin dan pengeras. Resin pada dasarnya adalah komponen makromolekul dan pengeras menghubungkan resin cair ke dalam plastik termoset. Curing untuk perekat resin epoksi dan poliester seperti pada GRP (poliester yang diperkuat serat gelas) terjadi pada suhu kamar, sedangkan untuk resin berbasis fenolik dan formaldehida, diperlukan suhu dan tekanan yang dinaikkan. Termoset, karena struktur tiga dimensinya, biasanya tahan pelarut dan lebih keras daripada plastik termo.

PROSES BATCH Cetakan Injeksi Butiran termoplastik dilelehkan dalam ekstruder sekrup untuk mengisi ram yang menyuntikkan plastik ke dalam cetakan yang sesuai. Setelah dingin, komponen dikeluarkan dari cetakan dan dipotong sesuai kebutuhan. Prosesnya murah dan cepat. Serangkaian cetakan dapat dipasang pada mesin cetak injeksi untuk menjamin kontinuitas produksi (Gbr. 10.11). Polimer termoset dapat diinjeksi dengan pembentukan awal pada suhu rendah diikuti dengan pemanasan cetakan untuk mengikat silang plastik cair. Pencetakan kompresi Dalam proses pencetakan kompresi untuk resin termoset, jumlah yang tepat dari bubuk resin yang tidak terhubung silang dikenai tekanan dan panas di dalam cetakan. Saat polimer telah meleleh dan berikatan silang, cetakan dapat dibuka dan komponennya dilepas.

Pressing Pressing digunakan untuk membentuk lembaran termoplastik menjadi komponen. Lembaran plastik awalnya dipanaskan hingga titik lunak dan kemudian dipress di antara sepasang cetakan yang bentuknya sesuai. Pembentukan vakum dan cetakan tiup Selama pembentukan vakum, lembaran termoplastik dipanaskan di atas cetakan yang kemudian dievakuasi melalui serangkaian lubang halus, menarik plastik lunak ke dalam bentuk yang sesuai. Dalam proses pencetakan tiup yang serupa, tekanan udara positif diterapkan di dalam tabung polimer cair yang diperluas menjadi bentuk cetakan. PROTOTYPING CEPAT Teknik baru dalam manufaktur berbantuan komputer memungkinkan komponen prototipe diproduksi dengan toleransi yang sangat dekat dari gambar pemodelan padat desain berbantuan komputer tiga dimensi. Di mana bagian mana pun dari penumpukan benda padat memerlukan dukungan selama pembuatan, sistem secara otomatis menghasilkan bahan tambahan dalam bentuk yang lemah. Kebalikan dari proses ini memungkinkan komponen bentuk kompleks prototipe atau model arsitektur skala kecil untuk diubah menjadi file CAD tiga dimensi yang akurat, menggunakan mekanisme penyelidikan halus yang mendeteksi seluruh permukaan objek.

Plastik dalam konstruksi Kisaran luas termoplastik, termoset dan plastik elastomer disusun ke dalam Gambar 10.12. Penggunaan umum dalam konstruksi tercantum dalam Tabel 10.2. (Polyester yang diperkuat serat kaca, plastik berbusa sebagai bahan insulasi dan plastik yang digunakan terutama sebagai perekat).

TERMOPLASTIK Politena (PE) Politena (PE) adalah salah satu plastik termurah dan tersedia dalam bentuk kepadatan yang rendah (LD) (titik pelunakan 90°C) dan kepadatan tinggi (HD) (titik pelunakan 125°C). Politena tahan terhadap bahan kimia, kuat terhadap suhu rendah, tetapi cepat rapuh oleh sinar ultraviolet kecuali karbon hitam dimasukkan. Politena terbakar dan memiliki koefisien muai panas yang relatif tinggi. Politena yang memiliki kepadatan rendah digunakan secara luas untuk membran anti lembab, lapisan anti lembab, dan penahan uap. Politena kepadatan yang tinggi, yang lebih kaku daripada material dengan kepadatan rendah, digunakan untuk membran tangki ke ruang bawah tanah. Politena digunakan untuk produksi tangki air dingin, tetapi hanya cocok untuk aplikasi pemipaan air dingin karena pemuaian panasnya yang tinggi; untuk tekanan air utama membutuhkan ketebalan dinding yang signifikan karena kekuatan tariknya yang relatif rendah. Cross-linked polyethylene (PEX), diproduksi dengan hydrogen peroksida pada polietilen normal, digunakan untuk air panas rumah tangga dan sistem pemanas di bawah lantai karena dapat menahan suhu operasi hingga 90°C. Polipropilena (PP) Polipropilena (PP), dengan titik pelunakan 150°C, sedikit lebih kaku daripada politena, yang terkait erat secara kimiawi. Seperti polietena, ia tahan terhadap bahan kimia dan rentan terhadap sinar ultraviolet, tetapi tidak seperti polietilen, ia menjadi rapuh di bawah 0°C. Namun, kopolimer blok dengan etilena memang telah meningkatkan ketahanan benturan suhu rendah. Polipropilena digunakan untuk pipa, sistem drainase, tangki air, DPC, selongsong penghubung untuk pipa tanah liat dan tangki WC. Serat polipropilen digunakan dalam semen yang diperkuat serat untuk menghasilkan peningkatan ketahanan benturan dibandingkan bahan tanpa penguat yang setara. Aliran udara tertentu digunakan untuk lapisan bawah ubin dan rangka kayu. konstruksi diproduksi dari sistem multi-lapisan yang menggabungkan polipropilena dengan polietilen dan penguat serat kaca. Produk semacam itu kedap angin dan kedap air, tetapi dapat menyerap uap. Material geotekstil diproduksi sebagai bahan tikar dari serat polipropilen dengan ikatan panas yang tidak ditenun. Bahannya bisa diperkuat dengan anyaman serat poliester.

Polibutilena Polivinil Klorida Polibutilena digunakan untuk pipa sebagai alternatif tembaga. Material ini memiliki keunggulan fleksibilitas dan permukaan bagian dalam yang sangat halus, tahan terhadap penumpukan kerak dan endapan serta dapat menahan suhu terus menerus hingga 82 ° C. Polivinil Klorida Polivinil klorida (PVC) adalah bahan plastik yang paling banyak digunakan dalam industri konstruksi. Material ini tersedia dalam bentuk tidak plastis (PVC-U) dan sebagai produk plastis (PVC). Dalam kedua bentuk polivinil klorida mudah terbakar dan mengeluarkan asap hidrogen klorida yang berbahaya namun, bentuk yang tidak plastis cenderung tidak mudah terbakar. PVC mulai melunak pada suhu 75°C, dan karena itu tidak dapat digunakan untuk sistem air panas, meskipun PVC terklorinasi (CPVC) dapat digunakan pada suhu yang lebih tinggi. PVC larut dalam pelarut organik tertentu yang, oleh karena itu, dapat digunakan untuk pengelasan pelarut sambungan, tetapi PVC tidak bereaksi oleh asam dan basa. PVC banyak digunakan dalam pembuatan penutup lantai, baik sebagai unit ubin individual atau sebagai lembaran yang disambung secara terus menerus. Ini juga merupakan bahan yang paling banyak digunakan untuk sistem atap satu lapis karena daya tahan, rentang warna dan kemudahan aplikasinya. Bisa juga digunakan sebagai alternatif untuk aspal sarking. Plasticised PVC adalah standar untuk insulasi kabel listrik, dan banyak komponen bangunan kecil dibuat dari injeksi PVC.

Tabel 10.2 Penggunaan plastik secara umum dalam konstruksi Bahan Contoh plastik dalam konstruksi Termoplastik Politena Polipropilena Polibutilena Polivinil klorida ETFE PTFE Polimetil metakrilat Polikarbonat Polistiren Kopolimer ABS Nilon (Kepadatan Rendah) (Kepadatan Tinggi) (PVC-U) (PVC-UE) (PVC) (CPVC) DPC, DPM, cek uap, sarking atap Tangki air dingin, pipa air dingin Pipa dan perlengkapannya, system drainase, tangka air, tangka WC, DPC, serat yang diperkuat serat konkret Pipa dan fitting air panas dan dingin Penampung air hujan, sistem drainase, pipa dan perlengkapannya, struktur bawah tanak, kusen jendela dan pintu, konservatori, pintu garasi, atap tembus pandang Kelongsong, papan tongkang, soffit, fasia, papan jendela Penutup lantai ubin dan lembaran, atap satu lapis, insulasi kabel, system trunking listrik, sarking, struktur membran tarik, kaca ke pintu fleksibel, segel pintu, pelapis pegangan, lapisan film vinil untuk produk kayu Sistem air panas, bingkai jendela dan pintu Sistem tiup untuk membran dinding dan atap tembus cahaya Selotip untuk pipa ledeng, struktur membran tarik, sambungan gerakan gesekan rendah Bak mandi, bak shower, wastafel daput, kaca, lampu atap, luminer Kaca tahan perusak, pemandian spa, bak cuci piring, Panel bak mandi dan campuran, ubin polistiren dekoratif yang diperluas Pipa dan alat kelengkapan, penampung air hujan, sistem drainase, shower tray Saluran listrik dan trunking, komponen gesekan rendah, engsel, strip sikat untuk menyegel pintu dan jendela, ubin karpet, tirai shower karpet

Plastik thermoset Fenol formaldehida Formaldehida melamin Urea formaldehida Poliester yang diperkuat kaca (GRP) Laminasi dekoratif Laminasi untuk permukaan dan pintu kerja, komponen listrik cetakan, kursi WC Panel kelongsong dan atap, penampung air hujan dari besi cor yang disimulasikan, tangka air dingin, pemandian spa, pintu garasi, ubin dan panel dekoratif Elastomer Karet Neoprene EPDM Karet butil Karet nitril Lantai, segel pintu, bantalan anti getaran Segel kaca, gasket Segel kaca, gasket, sistem atap satu lapis Sheet liner ke fitur air dan situs timbunan tanah Lantai ub in dan lembaran PVC-U banyak digunakan untuk penampung air hujan, biasanya berwarna putih, abu-abu, hitam atau coklat, dan demikian pula untuk pipa tanah dan limbah. Itu juga digunakan untuk sistem air bawah tanah, gas, listrik dan telekomunikasi. PVC-U digunakan secara luas untuk pembuatan kusen jendela ekstrusi, kusen pintu dan konservatori, biasanya menggabungkan unit kaca ganda yang disegel. Jika kekakuan tidak cukup dicapai dengan PVC-U saja, sisipan baja di dalam bagian yang diekstrusi memberikan kekuatan dan memberikan perlindungan tambahan. PVC-U digunakan dalam pembuatan terpal yang tembus cahaya yang transparan dan berwarna, untuk struktur domestik seperti carport dan konservatori, di mana diperlukan produk ekonomis, meskipun pada akhirnya produk berubah warna karena efek sinar ultraviolet langsung. PVC-U