Semen (Portland) Semen didefinisikan sebagai campuran antara batu kapur/gamping (bahan utama) dan lempung / tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk, tanpa memandang proses pembuatannya, a yang mengeras atau au membatu pada pencampuran dengan air. Bahan : - batu kapur atau kapur dari kapur tulis atau marl menghasilkan kalsium karbonat - tanah liat atau batu tulis menghasilkan alumina dan silikat Slide 1
Proses pembuatan semen Proses Basah Proses Kering Slide 2
Proses basah Slide 3
Proses kering Slide 4
Tabung Pendingin Slide 5
Gilingan semen Slide 6
Kapur (CaO) Silikat (SiO 2 ) Alumina (Al 2 O 3 ) Besi Oksida (Fe 2 O 3 ) Komposisi kimia dari semen Portland (i) Biasa Pengerasan Panas Tahan cepat rendah Sulfat 63,1% 64,5% 60 % 64% 20,6% 20,7% 22,5% 24,4% 6,3% 5,2% 5,2% 3,7% 3,6% 2,9% 4,6% 3,0% Slide 7
Komposisi kimia dari semen Portland (ii) Kapur: berlebihan, menyebabkan perpecahan semen setelah timbul ikatan. Tinggi tapi tak berlebihan memperlambat pengikatan dan menghasilkan kekuatan awal yang tinggi. Kekurangan mengakibatkan semen yang lemah. Kurang sempurna pembakaran menyebabkan ikatan yang cepat. Silika + Alumina: silika tinggi dan alumina rendah menghasilkan semen dengan ikatan lambat, berkekuatan tinggi dan meningkatkan ketahanan terhadap agresi kimia. Slide 8
Komposisi kimia dari semen Portland (iii) Silika + Alumina: silika rendah dan alumina tinggi menghasilkan semen dengan ikatan cepat, berkekuatan tinggi. Besi Oksida: memberi warna abu-abu pada semen, dan mempunyai sifat yang seperti alumina. Komposisi kecil dari magnesium (MgO), dibatasi samapi 4 %, dan bl belerang (SO 3 ), dibatasi i antara 2,5 dan 3 %. Jumlah yang berlebihan, kurang baik. Komposisi kecil dari alkali (Na 2 O dan K 2 O) dapat bereaksi dengan beberapa jenis agregat mengakibatkan perpecahan semen dan pengurangan kekuatan. Slide 9
Komposisi kimia dari semen Portland (iii) Slide 10
Senyawa kimia akibat hidrasi (ii) Biasa Pengerasan Panas Tahan cepat rendah dh Sulfat C 3 S 40 % 50 % 25 % 40 % C 2 S 30 % 21 % 45 % 40 % C 3 A 11 % 9 % 6 % 2 % C 4 AF 11 % 9 % 14 % 9 % dimana C=CaO; S=SiO 2 ;A=Al 2 O 3 ;F=FeO 2 3 Slide 11
Senyawa kimia akibat hidrasi (i) Ketika semen bercampur dengan air terjadilah reaksi kimia yang menghasilkan bermacam-macam senyawa Kimia. Senyawa yang paling penting adalah C 3 S = 4,07(CaO) 07(CaO)-7,6(SiO 2 )-6 6,72(Al 2 O 3 )-1 1,43(Fe 2 O 3 ) -2,85(SO 3 ) C 2 S = 2,87(SiO 2 )-0,75(C 3 S) C 3 A = 2,65(Al 2 O 3 )-1 1,69(Fe 2 O 3 ) C 4 AF = 3,04(Fe 2 O 3 ) Perhitungan JW 2004 ini berdasarkan Sifat Bahan Konstruksi hasil (Beton dari I) R. H. Bogue Slide 12
Trikalsium Aluminat (tiga molekul kapur terikat tpada satu alumina) )C 3 A. Hidrasi sangat cepat disertai pelepasan sejumlah besar panas Pengerasan awal Kurang kontribusi pada kekuatan batas Kurang ketahanannya terhadap agresi kimiawi Disintegrasi oleh sulfat air tanah Tendensi sangat besar untuk retak-retak oleh perubahan volume Slide 13
Pengaruh dari C 3 A terhadap panas yang ditimbulkan akibat hidrasi i Slide 14
Trikalsium Silikat C 3 S Mengeras dalam beberapa jam dengan melepas sejumlah panas Berpengaruh besar terhadap kekuatan beton pada awal umurmu terutama dalam 14 hari pertama Slide 15
Pengaruh dari C 3 S terhadap panas yang dihasilkan akibat hidrasi Slide 16
Dikalsium Silikat C 2 S Hidrasi yang lambat dengan perlepasan panas yang lambat Berpengaruh pada proses peningkatan kekuatan yang terjadi dari 14 sampai 28 hari dan seterusnya Mempunyai ketahanan terhadap agresi kimia yang relatif tinggi Penyusutan kering yang relatif rendah Slide 17
Tetra Kalsium Aluminoferrite C 4 AF Dipercaya C 4 AF terhidrasi menjadi C 3 A dan senyawa CaO.Fe 2 O 3.aq 2 3 q Pengaruh terhadap kekuatan dan sifat-sifat semen lainnya masih dipertanyakan Slide 18
Perkembangan hidrasi dari senyawa Slide 19
Perkembangan kekuatan dari senyawa Slide 20
Pertambahan kekerasan dengan tambahan Al O Al 2 O 3 Slide 21
Semen Portland yang cepat mengeras Kadar trikalsium silikat (3CaO.SiO 2 ) yang relatif tinggi Mempunyai permukaan spesifik berkisar 450 600 m 2 /kg (metode Blaine) Slide 22
Semen dengan kuat awal yang sangat tinggi Diproduksi dengan memisahkan bagian halus semen Portland yang cepat mengeras dalam terowongan angin cyclone Faktor pengeras dikontrol oleh kalsium fluoroaluminat (C 11 A 7.CaF 2 ). Dengan kadar 5% akan dicapai kekuatan 6 MPa dalam satu jam, dengan kadar 50% akan mencapai 20 MPa dalam satu jam atau kurang. Mempunyai permukaan spesifik berkisar 700 900 m 2 /kg (metode Blaine) Slide 23
Semen panas rendah Mempunyai dikalsium silikat yang tinggi (C 2 S) sebagai hasil dari trikalsium silikat (C 3 S) Semen ini terutama dibuat karena persoalan kenaikan suhu yang didapati pada bangunan bermassa beton yang besar dan bersama dengan sifat beton yang low thermal conductivity dapat mengakibatkan retak yang serius Dibandingkan semen biasa, kekuatan awalnya lebih rendah Slide 24
Semen portland tahan sulfat Reaksi kimia antara C 3 A dan sulfat air tanah mengakibatkan penambahan volume yang besar sehingga mengalami idisintegrasii i Kadar C 3 A dikurangi sehingga mempunyai sifat yang lebih tahan sulfat dibandingkan semen biasa. Kadar C 3 A yang rendah dan juga kadar C 3 AF yang rendah mengakibatkan semen mengandung g silikat yang relatif tinggi, sehingga semen mempunyai kekuatan yang tinggi biarpun kekuatan awal rendah Panas hidrasii adalah dlhrelatif rendah dh Kurang tahan terhadap korosi untuk beton bertulang Biaya pembuatan yang mahal hl Slide 25
Semen portland putih dan berwarna Semen portland putih mempunyai sifat-sifat yang sama dengan semen portland biasa. Kadar besi dibawah 1%. Harga sekitar 3 kali harga semen biasa Semen portland berwarna didapat dengan menambahkan zat warna yang sesuai pada semen portland biasa bila ingin warna yang tua. Untuk warna muda maka ditambahkan pada semen portland putih Slide 26
Semen Pozzolanic Diproduksi dengan mencampur 85-60% semen portland dengan 15-40% pozzolana, yang merupakan bahan aktif alamiah seperti abu volkanis atau batu apung atau bahan buatan seperti abu bahan bk bakar, tanah hliat bakar bk atau batu tulis Kecepatan pertambahan kekuatan relatif rendah Mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap agresi sulfat Mempunyai tahanan yang lebih tinggi iterhadap disintegrasi kimia dari pada semen portland Slide 27