Kapur

Latar Belakang

Kapur yang digunakan di ruang kelas sekolah berbentuk batangan tipis dengan diameter kira-kira 0,35 inci (sembilan milimeter) dan panjang 3,15 inci (80 milimeter). Pelajaran sering disajikan ke seluruh kelas di papan tulis (atau papan tulis, demikian sebutan aslinya) menggunakan stik kapur karena metode ini terbukti murah dan mudah.

Seperti yang ditemukan di alam, kapur telah digunakan untuk menggambar sejak zaman prasejarah, ketika, menurut para arkeolog, kapur membantu menciptakan beberapa gambar gua paling awal. Belakangan, seniman dari berbagai negara dan gaya menggunakan kapur terutama untuk membuat sketsa, dan beberapa gambar seperti itu, yang dilindungi dengan lak atau zat serupa, bertahan. Kapur pertama kali dibentuk menjadi tongkat untuk kenyamanan seniman. Caranya adalah dengan menggiling kapur alam hingga menjadi bubuk halus, kemudian ditambahkan air, tanah liat sebagai pengikat, dan berbagai pewarna kering. Dempul yang dihasilkan kemudian digulung menjadi silinder dan dikeringkan. Meskipun kotoran menghasilkan kapur alami dalam banyak warna, ketika seniman membuat kapur mereka sendiri, mereka biasanya menambahkan pigmen untuk membuat warna-warna ini lebih hidup. Karbon, misalnya, digunakan untuk meningkatkan warna hitam, dan oksida besi (Fe ₂ O ₃ ) menciptakan warna merah yang lebih hidup.

Kapur tidak menjadi standar di ruang sekolah sampai abad kesembilan belas, ketika ukuran kelas mulai meningkat dan guru membutuhkan cara yang nyaman untuk menyampaikan informasi kepada banyak siswa pada satu waktu. Instruktur tidak hanya menggunakan papan tulis besar, tetapi siswa juga bekerja dengan papan tulis individu, lengkap dengan tongkat kapur dan spons atau kain untuk digunakan sebagai penghapus. Papan tulis kecil ini digunakan untuk latihan, terutama di kalangan siswa yang lebih muda. Pena yang dicelupkan ke dalam wadah tinta adalah alat yang lebih disukai untuk menulis salinan akhir, tetapi pena ini disediakan untuk siswa yang lebih tua yang dapat dipercaya untuk tidak membuat kekacauan:kertas—yang saat ini hanya terbuat dari kain lap—mahal.

Perubahan penting dalam sifat kapur kelas sejalan dengan perubahan di papan tulis. Papan tulis dulunya berwarna hitam, karena terbuat dari batu tulis asli. Sementara beberapa ahli menganjurkan perubahan ke papan tulis kuning dan kapur biru tua atau ungu untuk mensimulasikan penulisan di atas kertas, ketika produsen mulai membuat papan tulis dari bahan sintetis selama abad kedua puluh, mereka memilih warna hijau, dengan alasan bahwa itu lebih mudah dilihat. Kuning menjadi warna yang disukai untuk kapur.

Hampir semua kapur yang diproduksi saat ini tidak berdebu. Sebelumnya, kapur yang lebih lembut cenderung menghasilkan awan debu yang dikhawatirkan dapat menyebabkan masalah pernapasan. Kapur tanpa debu masih menghasilkan debu; hanya saja debunya lebih cepat mengendap. Pabrikan mencapai ini dengan memanggang kapur mereka lebih lama untuk mengeraskannya lebih banyak. Metode lain, yang digunakan oleh sebuah perusahaan Prancis, adalah dengan mencelupkan delapan puluh persen dari setiap batang kapur yang tidak berdebu ke dalam lak untuk mencegah agar kapur tidak bergesekan dengan tangan.

Bahan Baku

Komponen utama kapur adalah kalsium karbonat (CaCO ₃ ), suatu bentuk batugamping. Endapan batugamping berkembang sebagai coccoliths (lempeng berkapur menit yang dibuat oleh dekomposisi kerangka plankton) menumpuk, membentuk lapisan sedimen. Plankton, organisme laut kecil, mengkonsentrasikan kalsium yang ditemukan secara alami di air laut dari 0,04 persen menjadi 40 persen, yang kemudian diendapkan ketika plankton mati.

Untuk membuat kapur, batugamping digali terlebih dahulu, umumnya dengan metode tambang terbuka. Selanjutnya, batu kapur harus dihancurkan. Penghancuran primer, seperti pada jaw crusher, memecah batu-batu besar; penghancuran sekunder menghancurkan potongan yang lebih kecil menjadi kerikil. Batu kapur tersebut kemudian digiling basah dengan air di ball mill—drum baja yang berputar dengan bola baja di dalamnya untuk menghancurkan kapur lebih lanjut. Langkah ini membersihkan kotoran dan meninggalkan bubuk halus.

Bahan dasar kapur pastel adalah kalsium sulfat (CaSO ₄ ), yang berasal dari gipsum (CaSO ₄ -2H ₂ O), mineral evaporit yang dibentuk oleh pengendapan air asin laut; itu juga terjadi tersebar di batugamping. Kapur dan gipsum dehidrasi memiliki asal dan sifat yang sama. Pastel juga mengandung tanah liat dan minyak untuk mengikat, dan pigmen yang kuat. Campuran ini menghasilkan stik yang menulis dengan mulus tanpa corengan dan menggambar lebih baik di atas kertas daripada di papan tulis. Meskipun sangat hati-hati diambil untuk menghilangkan kontaminan saat kapur diproduksi, beberapa kotoran yang melekat pada mineral tetap ada. Yang utama di antaranya adalah silika, alumina, besi, fosfor, dan belerang. Dalam jumlah yang kurang signifikan, mangan, tembaga, titanium, natrium oksida, kalium oksida, fluor, arsenik, dan strontium juga dapat terjadi.

Manufaktur
Proses

Menggali batu kapur

• 1 Sekitar 95 persen batu kapur yang diproduksi di Amerika Serikat digali. Setelah cadangan yang cukup (senilai dua puluh lima tahun direkomendasikan) telah diprospek, tanah yang menutupi deposit dihilangkan dengan buldoser dan pencakar. Jika kapur dekat dengan permukaan, metode tambang rak terbuka dapat digunakan; Namun, ini sangat jarang. Biasanya metode tambang terbuka digunakan sebagai gantinya. Dalam metode ini, lubang dibor ke batu, bahan peledak ditempatkan di dalam, dan batu diledakkan. Tergantung pada sifat deposit, lubang dapat diperbesar secara lateral atau vertikal.

Menghancurkan kapur

• 2 Setelah bongkahan batu kapur yang relatif besar digali, mereka perlu diangkut ke mesin penghancur, di mana mereka dihancurkan untuk memenuhi permintaan industri kapur. Langkah pertama adalah penghancuran primer. Berbagai penghancur ada, tetapi prinsipnya sama:semua mengompres batu dengan rahang atau kerucut, atau menghancurkannya melalui benturan. Penghancuran sekunder dilakukan oleh penghancur yang lebih kecil yang bekerja pada kecepatan yang lebih tinggi, menghasilkan kerikil yang kemudian digiling dan dihancurkan.
• 3 Fase berikutnya, penggilingan basah, membersihkan kotoran. Hal ini digunakan untuk membuat kelas halus dari batu kapur yang diperlukan untuk membuat kapur cocok untuk tujuan menulis. Penggilingan basah dilakukan di ball mill—memutar drum baja dengan bola baja di dalamnya yang menghancurkan kapur hingga sangat halus.

Setelah penggilingan, partikel kapur diayak di atas saringan getar untuk memisahkan partikel yang lebih halus. Partikel kemudian dicampur dengan air, diekstrusi melalui cetakan dengan ukuran yang tepat, dan dipotong dengan panjang yang tepat. Terakhir, kapur tersebut diawetkan dalam oven selama empat hari.

Gipsum dehidrasi

• 4 Gypsum, seperti batu kapur, juga digali dan dihancurkan. Perbedaan utama dalam pemrosesan gipsum adalah bahwa gipsum harus dikeringkan untuk membentuk kalsium sulfat, komponen utama kapur berwarna. Hal ini dilakukan dalam ketel, ruang pembakaran besar di mana gipsum dipanaskan antara 244 dan 253 derajat Fahrenheit (116-121 derajat Celcius). Itu dibiarkan mendidih sampai berkurang dua belas hingga lima belas persen, di mana kadar airnya akan berkurang dari 20,9 persen menjadi antara 5 dan 6 persen. Untuk mengurangi air lebih lanjut, gipsum dipanaskan kembali hingga sekitar 402 derajat Fahrenheit (204 derajat Celcius), di mana gipsum dikeluarkan dari ketel. Sekarang, hampir semua air telah menguap, meninggalkan kalsium sulfat.

Mengayak, membersihkan, dan mengirim
kapur

• 5 Partikel kapur atau kalsium sulfat sekarang dibawa ke saringan getar yang menyaring bahan yang lebih halus. Kapur halus berikutnya kemudian dicuci, dikeringkan, dikemas dalam kantong, dan dikirim ke pabrik. Setelah menerima kapur atau kalsium sulfat, pabrik kapur biasanya menggiling bahan lagi untuk membuatnya halus dan seragam.

Membuat kapur kelas putih

• 6 Untuk membuat kapur kelas putih, pabrik menambahkan air untuk membentuk bubur kental dengan konsistensi tanah liat. Bubur kemudian ditempatkan ke dalam dan diekstrusi dari cetakan—lubang dengan bentuk panjang dan tipis yang diinginkan. Dipotong dengan panjang kira-kira 24,43 inci (62 sentimeter), tongkat selanjutnya ditempatkan pada selembar yang berisi tempat untuk lima tongkat tersebut. Lembaran itu kemudian ditempatkan dalam oven, di mana kapur mengering selama empat hari pada suhu 188 derajat Fahrenheit (85 derajat Celcius). Setelah sembuh, stik dipotong-potong sepanjang 80 milimeter.

Membuat kapur kelas berwarna

• 7 Pigmen (bahan kering, alami, berwarna) dicampur dengan kalsium karbonat saat keduanya kering (prosedurnya mirip dengan mengayak tepung dan baking powder bersama-sama sebelum menambahkan cairan, seperti dalam resep kue). Air kemudian ditambahkan ke dalam campuran, yang kemudian dipanggang dengan cara yang sama seperti kapur kelas putih.

Membuat pastel

• 8 Metode pembuatan lainnya digunakan untuk pastel, kapur digunakan untuk menggambar seni. Prosedurnya mirip dengan yang digunakan untuk kapur kelas berwarna, tetapi kalsium sulfat digunakan sebagai pengganti kalsium karbonat. Selain itu, bahan kering dicampur dengan tanah liat dan minyak, dan lebih banyak pigmen ditambahkan untuk menghasilkan bubur yang memiliki konsistensi pasta gigi. Karena produk akhir harus relatif lembab, pastel biasanya dikeringkan dengan udara daripada dipanggang.

Meninju kapur

• 9 Ditempatkan dalam kotak-kotak kecil, batangan kapur yang sudah jadi ditumpuk dalam kotak-kotak besar untuk dikirim ke toko-toko persediaan.

Kontrol Kualitas

Kapur yang ditujukan untuk kelas harus menjalani tes ketat agar berkinerja baik dan diberi label tidak beracun. Semua bahan yang masuk diuji kemurniannya sebelum digunakan. Setelah kapur dibuat menjadi tongkat, satu tongkat dari setiap batch dipilih untuk pengujian. Kepadatan dan kekuatan patah tongkat sampel ditentukan. Sampel kemudian digunakan untuk menulis, dan kualitas tanda dipelajari. Erasability juga dipelajari. Pertama, tanda kapur dihapus menggunakan penghapus kering, dan kualitas penghapusan diperiksa. Kemudian, papan tulis dicuci, dan sekali lagi jumlah kapur yang tersisa di papan diperiksa. Selanjutnya, sampel dari setiap batch disimpan selama lima tahun sehingga dapat diperiksa jika di masa depan kualitasnya dipertanyakan.

Kapur untuk penggunaan di kelas mematuhi standar kinerja American National Standards Institute. Spesifikasi tertulis menyatakan panjang yang tepat dari tongkat kapur, serta berapa banyak tongkat yang harus dimasukkan ke dalam kotak. Pada tanggal 18 November 1990, Undang-Undang Federal (Hukum Publik 100-695) mulai berlaku, mengamanatkan bahwa semua bahan seni yang dijual di Amerika Serikat harus dievaluasi oleh ahli toksikologi yang memenuhi syarat yang kemudian harus mengeluarkan label yang menjelaskan toksisitasnya. Ahli toksikologi tidak peduli dengan biaya tetapi dengan keamanan, dan mereka harus mempertimbangkan banyak faktor sebelum memberikan persetujuan. Setiap bahan, jumlah penggunaannya, dan kemungkinan reaksi merugikan dengan bahan lain dipelajari. Ukuran dan kemasan produk, potensi bahayanya bagi manusia, dan kecenderungannya untuk menghasilkan reaksi alergi juga dipertimbangkan. Ahli toksikologi juga mempertimbangkan penggunaan produk dan potensi penyalahgunaan, serta semua peraturan federal dan negara bagian. Formula untuk setiap warna dan setiap perubahan formula harus memenuhi persetujuan.

Kapur kelas diberi label "CP [produk bersertifikat] tidak beracun" jika memenuhi standar Institut Seni dan Bahan Kerajinan, asosiasi produsen nirlaba. Label ini menyatakan bahwa bahan seni untuk anak-anak tidak beracun dan memenuhi standar kualitas dan kinerja sukarela, dan bahwa toksisitas bahan seni untuk orang dewasa telah diberi label dengan benar. Segel CP juga menunjukkan bahwa produk tersebut memenuhi standar bahan, pengerjaan, kualitas kerja, dan warna yang dikembangkan oleh Institut Seni dan Bahan Kerajinan dan lainnya seperti Institut Standar Nasional Amerika dan Masyarakat Amerika untuk Pengujian dan Bahan (ASTM). Untuk memastikan kejujuran, sebagian besar produsen kapur diuji secara acak oleh ahli toksikologi independen, yang memeriksa untuk memastikan bahwa mereka memenuhi standar tidak beracun. Sebagian besar pabrikan mematuhi standar yang ketat seperti itu karena sekolah yang berpengetahuan luas tidak akan membeli kapur yang tidak diberi label dengan benar.

Masa Depan

Banyak orang menganggap menggunakan kapur dan papan kapur untuk menyajikan materi sudah ketinggalan zaman. Beberapa ahli mengklaim bahwa guru dengan keras kepala menolak teknologi baru yang dapat meningkatkan pengajaran—dan menghilangkan papan tulis sepenuhnya. Sebuah studi yang baru-baru ini menyelidiki apakah mengajar dengan proyektor lebih efektif daripada menggunakan papan tulis menyimpulkan bahwa papan tulis lebih interaktif, progresif, dan bermanfaat.

Perkembangan yang banyak dalam berita pendidikan akhir-akhir ini adalah papan tulis elektronik. Di tempat papan tulis biasa, seorang guru menggunakan layar TV besar, memasukkan materi dari terminal komputer. Dalam skenario yang lebih maju, setiap siswa menggunakan terminal, di mana guru mengirimkan informasi dari komputer master. Para ahli mengklaim bahwa pengaturan seperti itu lebih menarik secara visual bagi siswa, lebih fleksibel daripada papan tulis kuno, lebih bersih dari kapur berdebu, lebih mudah digunakan guru, dan lebih mampu menyajikan materi yang lebih kompleks melalui penggunaan grafik dan animasi. . Namun, banyak penelitian tentang kelayakan papan tulis elektronik telah dilakukan, dan sebagian besar tampaknya lebih menyukai mempertahankan papan tulis tradisional, setidaknya untuk saat ini. Papan tulis elektronik yang canggih dan mudah dibaca berada di luar keterbatasan anggaran dan kemampuan teknologi kebanyakan sekolah. Selanjutnya, studi tentang efektivitas sistem elektronik melaporkan bahwa guru yang menggunakannya menghabiskan lebih banyak waktu untuk mempersiapkan pelajaran mereka, guru dan siswa kurang interaktif, siswa tidak puas dengan papan tulis elektronik, dan perangkat baru membagi perhatian siswa antara layar dan layar. guru menyampaikan informasi. Meskipun antusiasme terhadap papan tulis elektronik di beberapa daerah masih tinggi, penggunaan kapur di kelas dijamin untuk beberapa waktu ke depan.