PENGENALAN SEMEN SEBAGAI BAHAN PEMBENTUK BETON. Ferdinand Fassa

Transkripsi

1 PENGENALAN SEMEN SEBAGAI BAHAN PEMBENTUK BETON Ferdinand Fassa

2 Outline Pertemuan 2 Pendahuluan Semen Pembuatan Semen Portland Komposisi Kimia Pada Portland Cement Kehalusan penggilingan Panas Hidrasi Jenis-Jenis Semen (Semen Hidrolis) Jenis-Jenis Semen (Semen Non Hidrolis) Penyimpanan Pengujian Semen Tugas

3 Pendahulan Bahan-bahan yang membentuk beton terdiri dari: Semen Agregat Halus Agregat Kasar Air Bahan campuran

4 Semen Semen dalam terminologi umum dapat digambarkan sebagai: bahan yang memiliki sifat perekat yang mampu mengikat bahan mineral menjadi suatu kesatuan yang padat.

5 Kata cement berasal dari bahasa latin Cementum yaitu pengikat atau perekat Semen Portland diproduksi untuk pertama kalinya pada tahun 1824 oleh Joseph Aspdin, ia mematenkan clay dan limestone cement/portland Cement pada 21 Oktober 1824.

6 Penggunaan nama Portland diberikan diberikan karena kemiripan antara kekerasan semen tersebut dengan batu alam yang ada di Portland di Inggris.

7 Jerman: Spesifikasi standar untuk PC disusun pada tahun 1877 Inggris: spesifikasi standar untuk semen pertama kalinya disusun pada tahun Amerika: spesifikasi ASTM (American Society for Testing and Materials) pertama kali diterbitkan pada tahun 1904.

8 Pembuatan Semen Portland (PC) Bahan dasar PC adalah: material berkapur seperti limestone ataupun kapur dan material lempung seperti tanah liat/clay.

9 Pembuatan Semen Portland (PC) Tahapan pembuatan semen terdiri dari: Penggilingan / grinding material Pencampuran material sesuai dengan komposisi yang diharapkan Pembakaran di dalam Kiln (tempat pembakaran) pada suhu 1300 sampai dengan 1500 o C.

10 Pembuatan Semen Portland (PC) Semen Hidrolik Material mengeras bila dicampur air, setelah mengeras tidak mengalami perubahan Kimia jika dikenai air dalam pembuatan PC yang dikenal sebagai: wet process dry process

11 Pembuatan Semen Portland (PC)

12 Pembuatan Semen Portland (PC)

13 Urutan Proses pembuatan Semen Berikut ini adalah urutan proses pembuatan semen secara umum: Batu kapur/koral dipecah ukuran < 50mm Dicampur lempung, pasir dan bijih besi Dibawa ke Ball Mill, dicampur air Larutan Pekat SLURRY Diuji komposisi kesesuaian Spesifikasi Pembakaran Slurry pada KILN berputar Temperatur C

14 lanjutan Hasilnya KLINKER Bubuk batubara halus dan udara ditiupkan pada ujung tungku dipanasi 1500 C. Panas u/ menghilangkan Air dan CO2 dari Slurry. Partikel partikel terbentuk didinginkan membentuk butiran abu abu gelap disebut klinker disimpan di Storage Klinker dicampur gypsum (CaSO4) dihaluskan di Ball Mill Bubuk halus Semen Portland. Semen disimpan di Silo siap untuk didistribusikan.

15 Komposisi Kimia Pada Portland Cement Bahan baku yang digunakan pada pembuatan PC terdiri dari Kapur (CaO) silika (SiO2) Alumina Al2O3) dan besi oksida (Fe2O3)

16 lanjutan Zat kapur yang berlebihan kurang baik untuk semen serta menyebabkan terjadinya perpecahan semen setelah timbul ikatan Kekurangan kapur menghasilkan semen yang lemah dan bila kurang sempurna pembakarannya menyebabkan ikatan rendah.

17 Silika dalam kadar tinggi biasanya disertai alumina dengan kadar rendah menghasilkan: semen dengan ikatan lambat kekuatan tinggi ketahanan terhadap agresi kimia. Besi oksida memberi warna abu-abu pada semen

18 Tricalcium Aluminate (C 3 A), senyawa ini mengalami hidrasi sangat cepat disertai pelepasan sejumlah panas, menyebabkan pengerasan awal, kurang ketahanannya terhadap agresi kimia dan bertendensi sangat besar terhadap retak oleh perubahan volume dan berfungsi penurun temperatur pembakaran klinker Tetra Calcium Aluminoferrite (C 4 AF), senyawa ini kurang memberikan pengaruh penting terhadap kekutan dan sifat-sifat semen keras lainnya. NAMA SENYAWA KOMPOSISI OKSIDA SINGKATAN Tricalcium Silicate 3CaOSiO2 C3S Dicalcium Silicate 2CaOSiO2 C2S Tricalcium Aluminate 3CaOAl2O3 C3A Tetracalcium Aluminoferrite 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF

19 Kehalusan penggilingan Kehalusan penggilingan penting dalam hubungannya dengan kemudahan pengerasan adukan beton kehalusan semen dapat mengurangi bleeding, yaitu naiknya sejumlah air kepermukaan beton. Laju hidrasi tergantung dari kehalusan partikel semen dan untuk memperoleh pertumbuhan kekuatan yang cepat diperlukan kehalusan yang tinggi.

20 Panas Hidrasi Yaitu jumlah panas semen yang belum terhidrasi yang dikeluarkan sampai terjadi hidrasi yang komplit pada temperatur tertentu Kenaikan suhu pada beton disebabkan oleh: Volume beton yang dicetak setiap satu kali operasi Kecepatan mencetak beton Keadaan suhu sekitar Suhu beton pada saat dicetak

21 Jenis-Jenis Semen (Semen Hidrolis) 1. Semen Pozzolan dengan ( portland pozzolan cement) (volcanic ash, diperoleh pertama kali dari daerah sekitar Pozzuoli Italia) dibuat dari campuran : semen portland dengan fly ash (sisa pembakaran batu bara) semen portland dengan silica fume atau semen portland dengan serbuk bata. Keuntungan dari PPC adalah sebagai berikut: Produksi murah karena menggunakan material pozzolanic (harga murah) Memberikan karakteristik ketahanan terutama dalam struktur hidrolik dan struktur kelautan mengurangi panas hidrasi PPC lebih halus dari OPC shg mengurangi retak Contoh pemakaian PPC yaitu pembuatan pier jembatan, dermaga

22 Berdasarkan perbedaan komposisinya (ASTM C-150), Semen portland dibagi menjadi lima tipe, yaitu: 1. Semen Tipe I (semen biasa/normal, Ordinary Portland Cement/OPC), merupakan semen portland yang digunakan dalam penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus yang disyaratkan pada jenis lain. Contoh : gedung, jalan raya, dan jembatan.

23 2. Semen Tipe II (semen panas sedang), merupakan semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat atau panas hidrasi sedang. Ketahanan terhadap sulfat cukup baik dan panas hidrasi tidak tinggi 3. Semen Tipe III (semen cepat mengeras), merupakan semen portland yang dalam penggunaanya dengan laju pengerasan awal tinggi Contoh: penggunaan pada jalan layang landasan lapangan udara.

24 4. Semen Tipe IV (semen panas rendah), merupakan semen portland yang dalm penggunaanya memerlukan ketahanan tinggi terhadap panas hidrasi rendah contoh pemakaian : turap penahan tanah, bendungan besar, bangunan dengan massa besar. Semen Tipe V (semen tahan sulfat), merupakan semen portland yang dalam penggunaanya memerlukan ketahanan tinggi terhadap sulfat, contoh pemakaian : bangunan didaerah pantai, bangunan diatas tanah berawa.

25 Jenis-Jenis Semen (Semen Non Hidrolis) 1. Gips:dibuat dari campuran CaSO 4.2H 2 O, semen gips digunakan sebagai material dekorasi interior dan plesteran dinding. 2. Lime: dibuat dari kapur alam atau dolomit yang dibakar sampai 950 o o C. Kualitas lime terjaga baik selama 3 minggu sampai dengan 6 bulan 3. Semen magnesium: Kegunaanya untuk interior saja karena kurang baik terhadap udara lembab. 4. Semen belerang, beton yang dibuat dari semen belerang ini tahan serangan asam, garam mudah leleh dan tidak tahan beku.

26 Penyimpanan Pemakaian air dan semen terlalu banyak dapat menyebabkan penyusutan yang luar biasa dengan mengikatnya kecenderungan untuk terjadinya retak-retak Semen harus dihidarkan dari kontak terhadap air ataupun uap air. Meskipun disimpan dalam kondisi baik, semen dalam bungkusan (40 kg atau 50 kg) dapat kehilangan: 20 persen kekuatannya setelah disimpan 2 bulan,dan 40% setelah disimpan 6 bulan.

27 Penyimpanan

28 Pengujian Semen 1. Pengujian di lapangan (dilakukan terhadap pekerjaan kecil) Cek kondisi kantung semen, periksa apakah terdapat gumpalan semen didalamnya. (menggumpal menandakan semen sudah kerkontaminasi oleh udara) Semen harus berwarna abu-abu (kecuali semen putih) Ambil semen dalam kantung dengan tangan, semen tersebut harus dalam kondisi halus tidak kasar seperti pasir. Ambil segenggam semen dan buang ke ember yang penuh dengan air, partikel semen tersebut harus mengapung untuk beberapa waktu sebelum semen tersebut tenggelam.

29 Pengujian Semen 2. Pengujian di laboratorium: Fineness test, suatu cara pengujian untuk menentukan luas spesifik dari semen yang dinyatakan sebagai jumlah luas permukaan dalam m 2 /kg. Kehalusan semen menentukan pembentukan kekuatan yang lebih cepat. Setting time test, setting (Pengakuan pasta semen) adalah proses dimana pasta berubah dari kondisi basah/cair menjadi keras. Strength test Pengujian kekuatan semen ditentukan dari pengujian tekan terhadap kubus mortar (campuran antara semen, pasir, dan air pada perbandingan tertentu) ataupun beton (campuran antara semen, pasir, air dan kerikil pada perbandingan tertentu)

30 Pengujian Semen Soundness test (keutuhan) Setelah pasta semen mengalami setting, tidak boleh ada perubahan volume yang besar. Semen yang mengalami ekspansi seperti ini diklasifikasikan sebagai Unsound.

31 Terima Kasih

32 Tugas Pertanyaan 1 Produksi semen portland bertanggung jawab atas 6% gas CO 2 di dunia. Jelaskan dua sumber yang memproduksi CO 2 selama pembakaran tersebut dari klinker di kiln. Salah satu fase utama semen ditulis sebagai C2S dalam notasi kimia. Tuliskan komposisi kimia dari C2S. Sebutkan empat senyawa utama semen portland Pertanyaan 2 Apa dua bahan baku dasar yang digunakan untuk pembuatan semen portland? Berikan dua keuntungan dan dua kerugian memiliki semen dengan konten C3A tinggi.