Bab semen

2

BAB ISEMEN

1.1. PENDAHULUAN

Semen adalah suatu campuran senyawa kimia yang bersifat hidrolis, artinya jika dicampur dalam air dalam jumlah tertentu akan mengikat bahan-bahan lain menjadi satu kesatuan massa yang dapat memadat dan mengeras. Secara umum semen dapat didefinisikan sebagai bahan perekat yang dapat merekatkan bagian-bagian benda padat menjadi bentuk yang kuat kompak dan keras. Semen yang terbaik saat ini adalah semen Portland yang ditemukan tahun 1824 oleh Joseph Aspdin dan mengurus hak paten campurannya yang kemudian dia sebut semen portland. Dinamai semen portland karena warna hasil akhir olahannya mirip tanah liat Pulau Portland, Inggris. Hasil rekayasa Aspdin inilah yang sekarang banyak dipajang di toko-toko bangunan. Joseph Aspdin mengandalkan dua bahan utama, batu kapur (kaya akan kalsium karbonat) dan tanah lempung yang banyak mengandung silika (sejenis mineral berbentuk pasir), aluminium oksida (alumina) serta oksida besi. Bahan-bahan itu kemudian dihaluskan dan dipanaskan pada suhu tinggi sampai terbentuk campuran baru. Selama proses pemanasan, terbentuklah campuran padat yang mengandung zat besi. Nah, agar tak mengeras seperti batu, ramuan diberi bubuk gips dan dihaluskan hingga berbentuk partikel-partikel kecil mirip bedak.

1.2. BAHAN DASAR PENYUSUN

1.2.1. Batu KapurBatu kapur

digunakan sebanyak ± 81 %. Batu kapur merupakan sumber utama oksida yang mempumyai rumus CaCO3 (Calcium Carbonat), pada umumnya tercampur MgCO3 dan MgSO4, Alumina

Silikat dan senyawa oksida lainnya. Batu kapur yang baik dalam penggunaan pembuatan semen memiliki kadar air ± 5%.

1.2.2. Tanah LiatTanah Liat digunakan sebanyak ± 9

%. Rumus kimia tanah liat yang digunakan pada produksi semen adalah SiO2Al2O3.2H2O. Tanah liat yang baik untuk digunakan memiliki kadar air ± 20

Laporan Praktek Bahan Bangunan

Gambar 1. Batu

Gambar 2. Tanah Liat

2

Gambar 3. Pasir Silika %, kadar SiO2 tidak terlalu tinggi ± 46 %. Komponen

utama pembentuk tanah liat adalah senyawa Alumina Silikat Hidrat. Klasifikasi Senyawa alumina silikat berdasarkan kelompok mineral yang dikandungnya yaitu kelompok Montmorilonite (meliputi Monmorilosite, beidelite, saponite, dan nitronite), kelompok Kaolin (meliputi kaolinite, dicnite, nacrite, dan halaysite), dan kelompok tanah liat beralkali (meliputi tanah liat mika / ilite).

1.2.3. Pasir SilikaPasir silika digunakan sebanyak ± 9 %. Pasir silika memiliki rumus SiO2 (silikon dioksida). Pada umumnya pasir silika terdapat bersama oksida logam lainnya, semakin murni kadar SiO2 semakin putih warna pasir silikanya, semakin berkurang kadar SiO2 semakin berwarna merah atau coklat, disamping itu semakin mudah menggumpal

karena kadar airnya yang tinggi. Pasir silika yang baik untuk pembuatan semen adalah dengan kadar SiO2 ± 90%.

1.2.4. Pasir BesiPasir besi digunakan sebanyak ± 1%

Pasir besi memiliki rumus kimia Fe2O3 (Ferri Oksida) yang pada umumnya selalu tercampur dengan SiO2 dan TiO2 sebagai impuritiesnya. Fe2O3 berfungsi sebagai penghantar panas dalam proses pembuatan terak semen. Kadar yang baik dalam pembuatan semen yaitu Fe3O2 ± 75% - 80%. Pada penggilingan akhir digunakan gipsum sebanyak 3-5% total pembuatan semen.

1.2.5. Gypsum ( CaSO4. 2 H2O)

Berfungsi sebagai retarder atau memperlambat proses pengerasan dari semen. Hilangnya kristal air

Laporan Praktek Bahan Bangunan

Gambar 4. Pasir

2

pada gipsum menyebabkan hilangnya atau berkurangnya sifat gipsum sebagai retarder.

1.3. PROSES PEMBUATAN

1.3.1. Penambangan dan Penyimpanan Bahan Mentah.Bahan tambang berupa batu kapur, batu silika,tanah

liat, dan material-material lain yang mengandung kalsium, silikon,alumunium,dan besi oksida yang diekstarksi menggunakan drilling dan blasting. Penambangan Batu Kapur:

Membuang lapisan atas tanah Pengeboran Membuat lubang dengan bor untuk tempat Peledakan Blasting ( peledakan ) Dengan teknik electrical detonation.

Penambangan Batu Silika: Penambangan silika tidak membutuhkan peledakan karena batuan silika merupakan butiran yang saling lepas dan tidak terikat satu sama lain. Penambangan dilakukan dengan pendorongan batu silika menggunakan dozer ke tepi tebing dan jatuh di loading area.

Penambangan Tanah Liat: Penambangan Tanah Liat Dilakukan dengan pengerukan pada lapisan permukaan tanah dengan excavator yang diawali dengan pembuatan jalan dengan sistem selokan selang seling.

Pemecahan material material hasil penambangan menjadi ukuran yang lebih kecil dengan menggunakan crusher. Batu kapur dari ukuran < 1 m → < 50 m Batu silika dari ukuran < 40 cm→ < 200 mm. Bahan mentah ditransportasikan dari area penambangan ke lokasi pabrik untuk diproses lebih lanjut dengan menggunakan belt conveyor.

Laporan Praktek Bahan Bangunan

Gambar 5. Gypsum

2 Laporan Praktek Bahan Bangunan

Gambar.6 Bagan Alir Proses Pembuatan Semen

2

1.3.2. Penggilingan dan Pencampuran Bahan MentahProses Basah Penggilingan dilakukan dalam raw mill

dengan menambahkan sejumlah air kemudian dihasilkan slurry dengan kadar air 34-38 %.Material-material ditambah air diumpankan ke dalam raw mill. Karena adanya putaran, material akan bergerak dari satu kamar ke kamar berikutnya.Pada kamar 1 terjadi proses pemecahan dan kamar 2/3 terjadi gesekan sehingga campuran bahan mentah menjadi slurry.

Proses Kering Terjadi di Duodan Mill yang terdiri dari Drying Chamber, Compt 1, dan Compt 2. Material-material dimasukkan bersamaan dengan dialirkannnya gas panas yang berasal dari suspension preheater dan menara pendingin. Pada ruangan pengering terdapat filter yang berfungsi untuk mengangkut dan menaburkan material sehingga gas panas dan material berkontaminasi secara merata sehingga efisiensi dapat tercapai. Terjadi pemisahan material kasar dan halus dalam separator.

1.3.3. Homogenisasi Hasil Penggilingan Bahan Mentah

Proses Basah Slurry dicampur di mixing basin,kemudian slurry dialirkan ke tabung koreksi; proses pengoreksian. Proses Kering Terjadi di blending silo dengan sistem aliran corong.

1.3.4. PembakaranPembakaran/

Pembentukan Clinker terjadi di dalam kiln. Kiln adalah alat

Laporan Praktek Bahan Bangunan

Gambar 7. Raw Mill

Gambar 8. Raw Mill

2

berbentuk tabung yang di dalamnya terdapat semburan api. Kiln di design untuk memaksimalkan efisiensi dari perpindahan panas yang berasal dari pembakaran bahan bakar.

Laporan Praktek Bahan Bangunan

Gambar 9. Klinker

2

Proses yang terjadi di dalam kiln : Pengeringan Slurry

Pengeringan Slurry terjadi pada daerah 1/3 panjang kiln dari inlet pada temperatur 100-500◦C sehingga terjadi pelepasan air bebasdan air terikat untuk mendapatkan padatan tanah kering.

Pemanasan Awal Pemanasan Awal terjadi pada daerah 1/3 setelah panjang kiln dari inlet. Selama pemanasan tidak terjadi perubahan berat dari material tetapi hanya peningkatan suhu yaitu sekitar 600°C dengan menggunakan preheater.

Kalsinasi CaCO3 CaO + CO2

MgCO3 MgO + CO2

Penguraian kalsium karbonat menjadi senyawa-senyawa penyusunnya pada suhu 600 °C. reaksinya : CaCO3 → CaO + CO2 MgCO3 → MgO + CO2.

Pemijaran Reaksi antara oksida-oksida yang terdapat dalam material yang membentuk senyawa hidrolisis yaitu C4AF, C3A, C2S pada suhu 1450° C membentuk Clinker.

Pendinginan Terjadi pendinginan Clinker secara mendadak dengan aliran udara sehingga Clinker berukuran 1150-1250 gr/liter. Clinker yang keluar dari Cooler bersuhu 150-250° C

Penyimpanan KlinkerKlinker kasar akan jatuh kedalam penggilingan untuk dihaluskan. Kemudian dengan drag chain, klinker yang telah dihaluskan diangkut menuju silo klinker atau langsung ke proses cement mill untuk diproses lebih lanjut menjadi semen. Reaksi klinker adalah :

4 CaO (s) + Al2O3 (s) + Fe2O3(s)              4 CaO. Al2O3.Fe2O3 (s) : (C4AF)3CaO (s) + Al2O3(s)                  3CaO. Al2O3(s) : (C3A)2CaO(s) + SiO2(s)                            2CaO.SiO3(s)  : (C2S)CaO (s) + 2CaO. SiO3(s)              3CaO. SiO3(s)  : (C3S)

1.3.5. Penggilingan akhir hasil pembakaranMerupakan proses penggilingan akhir dimana terjadi

penghalusan clinker-clinker bersama 5 % gipsum alami atau sintetik. Secara umum, dibagi menjadi 3 proses: Penggilingan clinker, Pencampuran, Pendinginan.

Semen dapat dibuat dengan 2 cara Proses Basah dan Proses Kering. Perbedaannya hanya terletak pada proses penggilingan dan homogenisasi.

1. Proses basah

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

Tanah liat yang diambil langsung dari alam, campukan dengan air dan diaduk hingga menjadi bubur dalam bak cuci yang terbuat dari beton.

Selama pengadukan, semua kotoran seperti akar tumbuhan, pasir dan kerikil dipisahkan.

Lumpur Tanah liat yang bersih dipindahkan bejana, dengan cara di pompa sembari jumlah kadar airnya di kurangi.

Batu kapur  dari alam di tumbuk halus hingga dapat menembus saringan 90 micron. Penggilingan dimulai dari penggilingan kasar yang menggunakan Jaw Crusher, hingga penggilingan halus yang menggunakan Roll Crusher. Kemudian dicampurkan air hingga menjadi lumpur batu kapur.

Proses pembakaran, setelah lumpur tanah liat dan lumpur kapur jadi. Masukkan kedalam silo atau tungku bakar yang memiliki ukuran 150 M. Tungku ini memiliki ruang-ruang sebagai berikut :- Ruang paling ujung merupakan ruang yang dinding-dinding ruangnya

dilengkapi dengan sirip-sirip baja tipis untuk memperluas penguapan.- Ruang berikutnya, dinding tungku terdapat rantai baja. Dengan adanya

ratai ini penguapan air semakin sempurna, serta gumpalan-gumpalan lumpur kering pecah.

- Bahan yang telah diolah tadi kemudian dipanaskan lagi dengan suhu 500-900oC. Pada tahap ini  akan terjadi penguapan air kristal yang terdapat dalam partikel bahan olahan tadi, dan juga CO2, SO3 dan senyawa lainya ikut menguap sedangkan bahan organik lainya akan terbakar.

- Kemudian bahan tesebut akan mengalir keruang pembakaran yang suhunya berkisar 900-1350 o.

Dalam ruang pembakaran (Firing zone) senyawa oksida mulai beraksi satu dengan yang lain, untuk membentuk senyawa semen (C3S, C2S, C3A, dan C4AF), kemudian menggumpal dalam keadaan setengah meleleh yang disebut klinker.

Klinker yang panas, kemudian dimasukkan keruangan pendingin dengan suhu biasa agar klinker cepat dingin. Keluar dari ruang pendingin biasanya suhu klinker ± 30 oC kemudian agar cukup dingin.

Penggilingan klinker biasanya merupakan siklus yang tertutup (Close circuit). Hasil gilingan diayak 170 mesh (90 micron), yang masih kasar masuk kembali ke ball mill dan semen bubuk dapat dipasarkan.

Keuntungan proses basah :- Pencampuran lebih homogen karena berbentuk buburan- Tak begitu banyak abu, daripada proses kering- Pengangkutan bahan lebih, dapat dipakai pompa

Kerugian proses basah- Tanurnya lebih panjang, 90-120 m supaya pemanasan sempurna- Pemakaian bakar lebih banyak- Waktu produksi menjadi lebih lama

2. Proses KeringPada proses ini bahan baku dihancurkan di dalam raw mill dalam keadaan kering dan halus. Untuk menunjang proses pengeringan di raw mill maka udara panas sebagai media pengering dialirkan dari tanur putar. Kemudian hasil penggilingan raw mill tersebut yang berkadar air 0,5 – 1% dikalsinasikan di dalam tanur putar. Konsumsi panas di rotary kiln yang dibutuhkan yaitu 900 –

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

700 Kcal/Kg klinker.  Hasil pembakaran di tanur putar berupa butiran hitam yang disebut terak / klinker. Kemudian terak / klinker tersebut digiling di finish mill dengan menambahkan gipsum pada perbandingan tertentu untuk membentuk semen. Proses kering ini menawarkan banyak keuntungan yaitu: tanur putar yang digunakan relatif pendek, kapasitas produksi lebih besar, konsumsi panas yang digunakan relatif rendah sehingga konsumsi bahan bakar rendah, sehingga menjadikan proses kering ini pilihan banyak produsen semen dalam proses pembuatan semennya.Keuntungan proses kering :

- Tanur yang dipakai lebih pendek 35-45 m- Bahan bakar sedikit tak perlu penguapan air- Waktu produksi jadi lebih singkat

Kerugian proses kering :- Pencampuran masa tak begitu homogen- Banyak abu yang keluar, mengganggu kesehatan- Pencampuran tidak sempurna karena proses dalam keadaan padat

1.4. SPESIFIKASI

1.4.1. Jenis-jenis Semen Portland1.4.1.1. Tipe I (Ordinary Portland Cement)

Ordinary Portland Cement adalah semen Portland yang dipakai untuk segala macam konstruksi apabila tidak diperlukan sifat-sifat khusus, misalnya ketahanan terhadap sulfat, panas hiderasi dan sebagainya. Ordinary Portland Cement mengandung 5% MgO, dan 2,5-3% SO3. Sifat-sifat Ordinary Portland Cement berada diantara sifat-sifat moderate heat semen dan hight early strength Portland cement.

1.4.1.2. Tipe II (Moderate Heat Portland Cement)Moderate Heat Portland Cement adalah semen Portland yang

dipakai untuk pemakaian konstruksi yang memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hiderasi yang sedang, biasanya digunakan untuk daerah pelabuhan dan bangunan sekitar pantai. Moderate Heat Portland Cement terdiri dari 20% SiO2, 6% Al2O3, 6% MgO, dan 8% C3A. Semen tipe ini lebih banyak mengandung C2S dan mengandung lebih sedikit C3A dibandingkan dengan semen tipe I.

1.4.1.3. Tipe III (High Early Strength Portland Cement)High Early Strength Portland Cement adalah semen portland

yang digunakan keadaan-keadaan darurat dan musim dingin. Juga dipakai untuk produksi beton tekan. High Early Strength Portland Cement ini mempunyai kandungan C3S lebih tinggi dibandingkan dengan semen tipe lainnya sehingga lebih cepat mengeras dan cepat mengeluarkan kalor. High Early Strength Portland Cement tersusun atas 6% MgO, 3,5-4,5% Al2O3, 35% C3S, dan 15% C3A. Semen tipe ini sangat cocok digunakan untuk pembangunan gedung-gedung besar, pekerjaan-pekerjaan berbahaya, pondasi, pembetonan pada udara dingin, dan pada prestressed coccretel, yang memerlukan kekuata awal yang tinggi.

1.4.1.4. Tipe IV (Low Heat Portland Cement)

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

Low Heat Portland Cement adalah semen Portland yang digunakan untuk bangunan dengan panas hiderasi rendah misalnya pada bangunan beton yang besar dan tebal, baik sekali untuk mencegah keretakan. Low Heat Portland Cement ini mempunyai kandungan C3S dan C3A lebih rendah sehingga pengeluaran kalornya lebih rendah. Low Heat Portland Cement tersusun atas 6,5% MgO, 2,3% SO3, dan 7% C3A. Semen ini biasanya digunakan untuk pembuatan atau keperluan hidraulik engineering yang memerlukan panas hiderasi  rendah.

1.4.1.5. Tipe V (Shulphato Resistance Portland Cement)Shulphato Resistance Portland Cement adalah semen Portland

yang mempunyai kekuatan tinggi terhadap sulfur dan memiliki kandungan C3A lebih rendah bila dibandingkan dengan tipe-tipe lainnya, sering digunakan untuk bangunan di daerah yang kandungan sulfatnya tinggi, misalnya pelabuhan, terowongan, pengeboran di laut, dan bangunan pada musim panas. Shulphato Resistance Portland Cement tersusun atas 6% MgO, 2,3% SO3, dan 5% C3A.

1.4.1.6. Semen Putih (White Cemen)Semen Putih adalah semen yang dibuat dengan bahan baku

batu kapur yang mengandung oksida besi dan oksida magnesia yang rendah (kurang dari 1%) sehingga dibutuhkan pengawasan tambahan agar semen ini tidak terkontaminasi dengan Fe2O3 selama proses berlangsung. Pembakaran pada tanur putar menggunakan bahan bakar gas. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi kontaminasi terhadap abu hasil pembakaran, juga terhadap oksida mangan sehingga warna dari semen putih tersebut tidak terpengaruh. Semen Putih mengandung 24,2% SiO2, 4,2% Al2O3, 0,39% Fe2O3, 65,8% CaO, 1,1% MgO, dan 0,02% Mn2O3. Semen Putih digunakan untuk bangunan arsitektur dan dekorasi.

1.4.1.7. Semen Sumur Minyak (Oil Well Cement)Semen Sumur Minyak adalah semen Portland yang dicampur

dengan bahan retarder khusus seperti lignin, asam borat, casein, gula, atau organic hidroxid acid. Semen Sumur Minyak mengandung 6% MgO, 3% SO3, 48-65% C3S, 3% C3A, 24% C4AF + 2C3A, dan 0,75% alkali (NO2). Fungsi retarder  disini adalah untuk mengurangi kecepatan pengerasan semen atau memperlambat waktu pengerasan semen, sehingga adukan dapat dipompakan kedalam sumur minyak atau gas. Semen Sumur Minyak digunakan antara lain untuk melindungi ruangan antara rangka sumur minyak dengan karang atau tanah sekelilinginya, sebagai rangka sumur minyak dari pengaruh air yang korosif.

1.4.1.8. Semen MasonrySemen Masonry adalah semen hidraulik yang digunakan

sebagai adukan konstruksi masonry, mengandung satu atau lebih blast furnance slagcement (semen kerak dapur tinggi),  semen Portland pozzolan, semen alam atau kapur hidraulik dan bahan penambahnya mengandung satu atau lebih bahan-bahan seperti: kapur padam, batu kapur, chalk, calceous shell, talk, slag, atau tanah liat yang dipersiapkan untuk keperluan ini. Sifat semen ini

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

mempunyai penyerapan air yang baik, berdaya plastisitas yang tinggi dan kuat tekan yang rendah

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

1.4.1.9. Semen BerwarnaSering dibutuhkan semen yang mempunyai warna yang sama

dengan bahan atau material yang akan direkatkan. Semen Berwarna dibuat dengan menambahkan zat warna (pigmen) sebanyak 5-10% pada saat semen putih digiling. Zat warna yang ditambahkan harus tidak mempengaruhi selama penyimpanan atau selama pemakaian semen tersebut.

1.4.1.10.Semen CatSemen Cat merupakan tepung semen dari semen portland

yang digiling bersama-sama sengan zat warna, filter, dan water repellent agent. Semen Cat biasanya dibuat warna putih yaitu dengan titanium oksida atau ZnS. Sebagai filter biasanya dipakai water water repellent agent atau bahan silika, sedangkan sebagai accelerator dipakai CaCl2 dan sebagai water repellent agent dipakai kalsium atau alumunium stearat.

1.4.2. Sifat-sifat Semen Portland1.4.2.1. Hiderasi Semen

Hiderasi semen adalah reaksi antara komponen-komponen semen dengan air. Untuk mengetahui hiderasi semen, maka harus mengenal hiderasi dari senyawa-senyawa yang terkandung  dalam semen ( C2S, C3S, C3A, C4AF).

1.4.2.2. Hiderasi Kalsium Silikat ( C2S, C3S)Kalsium Silikat di dalam air akan terhidrolisa menjadi kalsium

hidroksidsa Ca(OH)2 dan kalsium silikat hidrat (3CaO.2SiO2.3H2O) pada suhu 30oC(3CaO.2SiO2) + 6H2O              3CaO.2SiO2.3H2O + 3 Ca(OH)2

(3CaO.2SiO2) + 4H2O              3CaO.2SiO2.2H2O +  Ca(OH)2

Kalsium Silikat hidrat (CSH) adalah silikat di dalam kristal yang tidak sempurna, bentuknya padatan berongga yang sering disebut Tobermorite Gel. Adanya kalsium hidroksida akan membuat pasta semen bersifat basa (pH= 12,5) hal ini dapat menyebabkan pasta semen sensitive terhadap asam kuat tetapi dapat mencegah baja mengalami korosi.

1.4.2.3. Hiderasi C3AHiderasi C3A dengan air yang berlebih pada suhu 30oC akan

menghasilkan kalsium alumina hidrat (3CaO. Al2O3. 3H2O) yang mana kristalnya berbentuk kubus di dalam semen karena adanya gypsum maka hasil hiderasi C3A sedikit berbeda. Mula-mula C3A akan bereaksi dengan gypsum menghasilkan sulfo aluminate yang kristalnya berbentuk jarum dan biasa disebut ettringite namun pada akhirnya gypsum bereaksi semua, baru terbentuk kalsium alumina hidrat (CAH).Hiderasi C3A tanpa gypsum (30oC):3CaO. Al2O3+  6H2O               3CaO. Al2O3. 6H2OHiderasi C3A dengan gypsum (30oC):3CaO. Al2O3 + 3 CaSO4+ 32H2O 3CaO.Al2O3 +

3 CaSO4 +  32H2O

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

Penambahan gypsum pada semen dimaksudkan untuk menunda pengikatan, hal ini disebabkan karena terbentuknya lapisan ettringite pada permukaan-permukaan Kristal C3A.

1.4.2.4. Hiderasi C4AF (30 H2O oC)4CaO. Al2O3. Fe2O3+ 2Ca(OH)2+10H2O 4CaO.Al2O3.6H2O+

3CaO.Fe2O3.6H2O

1.4.2.5. Setting dan HardeningSetting dan Hardening adalah pengikatan dan penerasan

semen setelah terjadi reaksi hiderasi. Semen apabila dicampur dengan air akan menghasilkan pasta yang plastis dan dapat dibentuk (workable) sampai beberapa waktu karakteristik dari pasta tidak berubah dan periode ini sering disebut Dorman Period (period tidur). Pada tahapan berikutnya pasta mulai menjadi kaku walaupun masih ada yang lemah, namun suhu tidak dapat dibentuk (unworkable). Kondisi ini disebut Initial Set, sedangkan waktu mulai dibentuk (ditambah air) sampai kondisi Initial Set disebut Initial Setting Time (waktu pengikatan awal). Tahapan berikutnya pasta melanjutkan kekuatannya sehingga didapat padatan yang utuh dan biasa disebut Hardened Cement Pasta. Kondisi ini disebut final Set sedangkan waktu yang diperlukan untuk mencapai kondisi ini disebut Final Setting Time (waktu pengikatan akhir). Proses penerasan berjalan terus berjalan seiring dengan waktu akan diperoleh kekuatan proses ini dikenal dengan nama Hardening.

Waktu pengikatan awal dan akhir dalam semen dalam prakteknya sangat penting, sebab waktu pengikatan awal akan menentukan panjangnya waktu dimana campuran semen masih bersifat plastik. Waktu pengikatan awal minimum 45 menit sedangkan   waktu akhir maksimum 8 jam.Reaksi pengerasanC2S + 5H2O C2S. 5H2OC3S + 5H2O C2S6. 5H2O + 13 Ca(OH)2

C3A+ 3Cs+ 32H2O C3A. 3Cs+.32H2OC4AF + 7H2O C3A.6 H2O+ CF. H2OMgO+ H2O Mg(OH)2

1.4.2.6. Panas HiderasiPanas hiderasi adalah panas yang dilepaskan selama semen

mengalami proses hiderasi. Jumlah panas hiderasi yang terajdi tergantung, tipe semen, kehalusan semen, dan perbandingan antara air dengan semen. Kekerasan awal semen yang tinggi dan panas hiderasi yang besar kemungkinan terajadi retak-retak pada beton, hal ini disebabkan oleh fosfor yang timbul sukar dihilangkan sehingga terajdi pemuaian pada proses pendinginan.

1.4.2.7. PenyusutanAda tiga macam penyusutan yang terjadi di dalam semen,

diantaranya: Drying Shringkage ( penyusutan karean pengeringan) Hideration  Shringkage (penyuautan karena hiderasi) Carbonation Shringkage (penyuautan karena karbonasi)

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

Yang paling berpengaruh pada permukaan beton  adalah Drying Shringkage, penyusutan ini terjadi karena penguapan selama proses setting dan hardening. Bial besaran kelembabannya dapat dijaga, maka keretakan beton dapat dihindari. Penyusutan ini dioengaruhi juga kadar C3A yang terlalu tinggi.

1.4.2.8. KelembabanKelembaban timbul karena semen menyerap uaap air dan CO2

dan dalam jumlah yang cukup banyak sehigga terjadi penggumpalan. Semen yang menggumpal kualitasnya akan menurun karena bertambahnya Loss On Ignition (LOI) dan menurunnya spesifik  gravity sehingga kekuatan semen menurun, waktu pengikatan dan pengerasan semakin lama, dan terjadinya    false set.

Loss On  Ignation (Hilang Fajar) dipersyaratkan untuk mencegah adanya mineral-mneral yang terurai pada saat pemijaran, dimana proses ini menimbulkan kerusakan pada batu setelah beberapa tahun kemudian.

1.4.2.9. Spesifik GravitySpesifik Gravity dari semen merupakan informasi yang sangat

penting dalam perancangan beton. Didalam pengontrolan kualitas Spesifik gravity digunakan untuk mengetahui seberapa jauh kesempurnaan pembakaran klinker, dan juga menetahui apakah klinker tercampur dengan impuritis.

1.4.2.10.False SetProses yang terjadi bila adonan mengeras dalam waktu

singkat. False Set dapat dihindari dengan melindungi semen dari pengaruh udara luar, sehingga alkali karbonat tidak terbentuk didalam semen.

1.4.3. Persyaratan Kimia dan Fisika Semen Portland1.4.3.1. Persyaratan Kimia Semen Portland

Tabel 1 Syarat Kimia UtamaSatuan dalam %

No UraianJenis Semen Portland

I II III IV V1 SiO2 , minimum - 20,0 ᵇ˒ͨK ) - - -

2 Al2O3 , maksimum - 6,0 - - -

3 Fe2O3 , maksimum - 6,0 ᵇ˒ͨK ) 6,5

4 MgO, maksimum 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0

5SO3, maksimum Jika C3A ≤ 8,0 Jika C3A > 8,0

3,0 3,5

3,0 Oͩ)

3,5 4,5

2,3 Oͩ)

2,3 Oͩ)

6 Hilang pijar, maksimum 5,0 3,0 3,0 2,5 3,0

7 Bagian tak larut, maksimum 3,0 1,5 1,5 1,5 1,5

8 C3S, maksimum ª) - - - 35 ᵇ) -

9 C2S, minimum ª) - - - 40 ᵇ) -

10 C3A , maksimum ª) - 8,0 15 7 ᵇ) 5 ᵇ)

11 C4AF + 2 C3A atau ª) - - - - 25 K)

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

No UraianJenis Semen Portland

I II III IV VC4AF + C2F , maksimum

Catatanª) Persyaratan pembatasan secara kimia berdasarkan perhitungan untuk senyawa potensial

tertentu tidak harus diartikan bahwa oksida dari senyawa potensial tersebut dalam keadaan murni. C = CaO, S = SiO2, A = Al2O3, F = Fe2O3, Contoh C3A = 3CaO.Al2O3 Titanium dioksida (TiO2) dan Fosfor pentaoksida (P2O5) termasuk dalam Al2O3 Nilai yang biasa digunakan untuk Al2O3 dalam menghitung senyawa potensial (misal : C3A) untuk tujuan spesifikasi adalah jumlah endapan yang diperoleh dengan penambahan NH4OH dikurangi jumlah Fe2O3 (R2O3 – Fe2O3) yang diperoleh dalam analisis kimia basah.Apabila: % Al2O3 ≥ 0,64 , maka persentase C3S, C2S, C3A % Fe2O3 dan C4AF dihitung sebagai berikut: C3S = 3CaO.SiO2 = (4,071 x % CaO) – (7,600 x %SiO2) – (6,718 x % Al2O3) – (1,430 x % Fe2O3) – (2,852 x % SO3) C2S = 2CaO.SiO2 = (2,867 x %SiO2) – (0,7544 x % C3S) C3A = 3CaO. Al2O3 = (2,650 x % Al2O3) – (1,692 x % Fe2O3) C4AF = 4CaO. Al2O3.Fe2O3 = (3,043 x % Fe2O3)Apabila: % Al2O3 < 0,64 , terbentuk larutan padat % Fe2O3 ( C4AF + C2F) = 4CaO. Al2O3.Fe2O3 maka (C4AF + C2F) dan C3S dihitung sebagai berikut: Semen dengan komposisi ini didalamnya tidak terdapat C3A. C2S tetap dihitung dengan menggunakan rumus di atas: Perhitungan untuk semua senyawa potensial adalah berdasarkan hasil penentuan oksidanya yang dihitung sampai sedekat mungkin 0,1%. Semua hasil perhitungan dilaporkan sampai sedekat mungkin dengan 1,0%.

ᵇ) Apabila yang disyaratkan adalah kalor hidrasi seperti yang tercantum pada tabel syarat fisika tambahan (Tabel 4), maka syarat kimia ini tidak berlaku.

Kͩ) Apabila yang disyaratkan adalah pemuaian karena sulfat yang tercantum pada tabel syarat fisika tambahan (Tabel 4), maka syarat kimia ini tidak berlaku.

Oͩ) Tidak dapat dipergunakan

Tabel 2 Syarat Kimia Tambahan ª)Satuan dalam %

No UraianJenis Semen Portland

I II III IV V1 C3A , maksimum - - 8 - -

2 C3A , minimum - - 5 - -

3 (C3S + 2 C3A) , maksimum - 58 ᵇ) - - -

4Alkali, sebagai (Na2O + 0,658 K2O), maksimum

0,60 K) 0,60 K) 0,60 K) 0,60 K) 0,60 K)

Catatan

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

ª) Syarat kimia tambahan ini berlaku hanya secara khusus disyaratkan.ᵇ) Apabila yang disyaratkan adalah kalor hidrasi, maka syarat kimia ini tidak berlaku.Kͩ) Hanya berlaku bila semen digunakan dalam beton yang agregatnya bersifat reaktif terhadap

alkali.

1.4.3.2. Persyaratan Fisika Semen Portland

Tabel 3 Syarat Fisika Utama

No UraianJenis Semen Portland

I II III IV V

1

Kehalusan: Uji permeabilitas udara, m²/kgDengan alat : Turbidimeter, min Blaine, min

160 280

160 280

160 280

160 280

160 280

2Kekekalan : Pemuaian dengan autoclave, maks %

0,80 0,80 0,80 0,80 0,80

3

Kuat tekan: Umur 1 hari, kg/cm², minimumUmur 3 hari, kg/ cm², minimum Umur 7 hari, kg cm², minimum Umur 28 hari, kg/ cm², minimum

- 125

200

280

- 100 70 ª) 175 20 ª)

-

120240

-

-

--

70

170

-80

150

210

4

Waktu pengikatan (metode alternatif) dengan alat: Gillmore - Awal, menit, minimal - Akhir, menit, maksimum Vicat - Awal, menit, minimal - Akhir, menit, maksimum

60 600

45 375

60 600

45 375

60 600

45 375

60 600

45 375

60 600

45 375

Catatanª) Syarat kuat tekan ini berlaku jika syarat kalor hidrasi seperti tercantum pada tabel syarat

fisika tambahan (Tabel 4) atau jika syarat C3S + C3A seperti tercantum pada tabel syarat kimia tambahan disyaratkan (Tabel 2).

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

Tabel 4 Syarat Fisika Tambahan ª)

No UraianJenis Semen Portland

I II III IV V

1Pengikatan semu penetrasi akhir, % minimum

50 50 50 50 50

2Kalor hidrasi Umur 7 hari, kal/gram, maks Umur 28 hari, kal/gram, maks

--

70 ᵇ)-

--

6070

--

3Kuat tekan: Umur 28 hari, kg/cm2, minimum

- 280 - - -

4Pemuaian karena sulfat 14 hari, %, maksimum

-220 ᵇ)

- - 0,040

5Kandungan udara mortar, % volume, maksimum

12 12 12 12 12

Catatanª) Persyaratan fisika tambahan ini berlaku hanya jika secara khusus diminta.ᵇ) Bila syarat kalor hidrasi ini disyaratkan, maka syarat C3S + C3A seperti tercantum pada tabel

kimia tambahan (Tabel 2) tidak diperlukan. Syarat kuat tekan ini berlaku bila syarat kalor hidrasi seperti yang tercantum pada tabel syarat fisika tambahan (Tabel 4) atau bila syarat C3S + C3A seperti yang tercantum pada tabel syarat kimia tambahan (Tabel 2) disyaratkan.

1.4.4. Persyaratan Fisika Semen Portland Komposit

Tabel 5 Syarat Fisika

No Uraian Satuan Persyaratan

1 Kehalusan dengan alat blaine m²/kg min. 280

2Kekekalan bentuk dengan autoclave:

- Pemuaian- Penyusutan

%%

maks. 0,80maks. 0,20

3Waktu pengikatan dengan alat vicat:

- pengikatan awal - pengikatan akhir

menit menit

min. 45 maks. 375

4

Kuat tekan: - umur 3 hari - umur 7 hari - umur 28 hari

kg/cm²kg/cm²kg/cm²

min. 125 min. 200 min. 250

5Pengikatan semu:

- penetrasi akhir% min. 50

6 Kandungan udara dalam mortar % volume maks.12

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

1.5. PEMAKAIAN MATERIAL

Banyak aplikasi-aplikasi yang menggunakan semen yang dapat ditemukan disekitar kita. untuk mencapai kekuatan tertentu, semen portland berkolaborasi dengan bahan lain. Jika bertemu air (minus bahan-bahan lain), misalnya, memunculkan reaksi kimia yang sanggup mengubah ramuan jadi sekeras batu. Jika ditambah pasir, terciptalah perekat tembok nan kokoh. Namun untuk membuat pondasi bangunan, campuran tadi biasanya masih ditambah dengan bongkahan batu atau kerikil, biasa disebut concrete atau beton. Beton bisa disebut sebagai mahakarya semen yang tiada duanya di dunia. Nama asingnya, concrete - dicomot dari gabungan prefiks bahasa Latin com, yang artinya bersama-sama, dan crescere (tumbuh). Maksudnya kira-kira, kekuatan yang tumbuh karena adanya campuran zat tertentu. Dewasa ini, nyaris tak ada gedung pencakar langit berdiri tanpa bantuan beton. Meski bahan bakunya sama, "dosis" semen sebenarnya bisa disesuaikan dengan beragam kebutuhan. Misalnya, jika kadar aluminanya diperbanyak, kolaborasi dengan bahan bangunan lainnya bisa menghasilkan bahan tahan api. Ini karena sifat alumina yang tahan terhadap suhu tinggi. Ada juga semen yang cocok buat mengecor karena campurannya bisa mengisi pori-pori bagian yang hendak diperkuat.

Semen merupakan salah satu komoditi strategis karena peranannya yang sangat vital sebagai komponen penunjang dalam pembangunan fisik dan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat banyak dalam hal pembangunan. Semen dapat dimanfaatkan pada sector :1. Bahan Bangunann Setengah Jadi

MortarMU adalah mortar (adukan semen) siap pakai berkualitas tinggi yang

diciptakan untuk mempermudah pekerjaan bangunan, tidak perlu ditambah pasir lagi cukup dicampur air saja. Keunggulan mortar :- Hasil bangunan berkualitas tinggi, karena MU terbuat dari bahan baku

berkualitas dan teknologi komputerisasi Jerman.- Praktis, karena tidak perlu membeli pasir dan semen secara terpisah- Efisiensi waktu, karena tidak perlu mengayak pasir, menakar serta

mencampur semen dan pasir, serta jeda waktu antar proses (pasang bata – plester – aci – cat) yang lebih singkat, yang berakibat juga ke efisiensi biaya.

Beton Dalam konstruksi, beton adalah sebuah bahan bangunan komposit

yang terbuat dari kombinasi aggregat dan pengikat semen. Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir), semen dan air. Biasanya dipercayai bahwa beton mengering setelah pencampuran dan peletakan. Sebenarnya, beton tidak menjadi padat karena air menguap, tetapi semen berhidrasi, mengelem komponen lainnya bersama dan akhirnya membentuk material seperti-batu.

Beton digunakan untuk membuat perkerasan jalan, struktur bangunan, fondasi, jalan, jembatan penyeberangan, struktur parkiran, dasar untuk pagar/gerbang, dan semen dalam bata atau tembok blok. Nama lama untuk beton adalah batu cair. Dalam perkembangannya banyak ditemukan beton baru hasil modifikasi, seperti beton ringan, beton semprot (shotcrete), beton fiber, beton berkekuatan tinggi, beton berkekuatan sangat tinggi, beton mampat sendiri.

Laporan Praktek Bahan Bangunan

2

2. Bahan Bangunan Eternit

Eternit merupakan produk bahan bangunan dibuat dari campuran semen dengan tepung batu gamping atau asbes yang digunakan sebagai langit-langit rumah.  Eternit dikenal juga dengan sebutan plasterboard. Eternit dapat dicetak sesuai dengan motif yang dibuat, sehingga akan tampak lebih menarik. Sebagai langit-langit rumah selain eternit/asbes, juga digunakan gipsum dan triplek. Dibandingkan dengan gipsum dan triplek, harga eternit/asbes jauh lebih murah sehingga banyak digunakan terutama untuk perumahan sederhana, sedangkan gipsum dan triplek lebih banyak digunakan pada perumahan mewah. Proses pembuatan eternit relatif mudah untuk dilakukan dan tidak memerlukan persyaratan khusus lokasi.  Tenaga kerja yang dibutuhkanpun tidak memerlukan spesifikasi/keahlian khusus. Karena itu usaha pembuatan eternit hampir merata dapat dilakukan di seluruh wilayah Indonesia yang memiliki sumber bahan baku batu gamping/asbes.

Tegel Pipa Beton

Laporan Praktek Bahan Bangunan

Gambar 10. Semen dalam Gambar 11. Pondasi Talud