PRESENTASI SEMINAR SKRIPSI LATAR BELAKANG STUDI PENGARUH PENAMBAHAN SLAG DAN FLY ASH SEBAGAI BAHAN ADITIF DI FINISH MILL PABRIK SEMEN KOMPOSIT Diusulkan oleh : Eka Partana 2305 100 008 Aries Purijatmiko 2305 100 024 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA 131 569 371 Ir. Pantjawarni Prihatini 131 283 271 Slag dan Fly Ash Banyak mengandung silika (bermanfaat di pabrik semen) Upaya Diversifikasi Penggunaan Klinker Pemanfaatan Slag dan Fly Ash di Cement Mill LABORATORIUM TEKNOLOGI PROSES KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010 Produksi Semen Terus Meningkat Emisi CO2 Pabrik Semen Meningkat Produksi Semen Portland Komposit (PCC) 1
RUMUSAN MASALAH TUJUAN PENELITIAN Dari latar belakang diatas maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah untuk meneliti pengaruh dari penambahan fly ash dan slag di finish mill dalam proses pembuatan semen komposit terhadap kuat tekan produk dan emisi pabrik semen komposit. Mengetahui pengaruh penambahan fly ash serta slag terhadap kuat tekan produk semen komposit yang dihasilkan dan emisi pabrik semen 2
BATASAN PENELITIAN MANFAAT PENELITIAN Batasan Penelitian Fly Ash dari Jawa Power Slag dari PT.Smelting Gipsum dari Petrokimia Gresik Kualitas semen komposit yang diteliti, dinilai berdasarkan kuat tekannya pada umur 3, 7, dan 28 hari. Memberikan informasi bahwa fly ash dan slag berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai aditif dalam pembuatan semen portland komposit, sehingga pembuatan semen ini lebih ramah lingkungan 3
JENIS-JENIS SEMEN BAHAN BAKU SEMEN Semen Portland (Portland Cement) Tipe I (Ordinary Portland Cement) Tipe II (Moderate Heat Portland Cement) Tipe III (High Early Strength Portland Cement) Tipe IV (Low Heat Portland Cement) Tipe V (Super Sulphated Cement) Semen Portland Komposit (Blended Hydraulic Cement) Batu Kapur Pasir Silika Tanah Liat Pasir Besi Pada Penggilingan Akhir Digunakan Gypsum 4
BAHAN ADITIF DI CEMENT MILL (SEMEN KOMPOSIT) PROSES PRODUKSI SEMEN Bahan Aditif di cement mill : Slag Fly Ash Ada 4 Macam Proses Pembuatan Semen yaitu: 1. Proses Basah 2. Proses Semi Basah 3. Proses Semi Kering 4. Proses Kering 5
PROSES PRODUKSI SEMEN KOMPOSIT (PROSES KERING) FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KUAT TEKAN Batu Kapur (Bahan Baku) Digiling di RAWMILL Pemanasan Awal di PREHEATER Dibakar di KILN Klinker dihancurkan Tanah Liat (Bahan Baku) dihancurkan dikeringkan Semen Pasir Silika (Bahan Baku) dihancurkan dikeringkan Bulk Truck Carrier Pengepakan Pasir Besi (Bahan Baku) dikeringkan Dsitributor/ Pembeli Menurut Lea (1980) kuat tekan dipengaruhi oleh hidrasi semen. Sedangkan hidrasi semen dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : Kehalusan semen Perbandingan antara air dan semen (Faktor Air Semen / FAS) Umur Curing (perendaman) Komposisi Semen GYPSUM SLAG FLY ASH Digiling di FINISH MILL 6
EMISI PABRIK SEMEN ALAT DAN BAHAN KLINKER EMISI CO2 Alat yang digunakan omixer omolding dengan dimensi 5 x 5 x 5 cm opemadat pasta beton (tamper) omesin Uji Kuat Tekan omini Ball Mill (Mini Cement Mill) 7
ALAT DAN BAHAN (LANJUTAN) Bahan yang digunakan o Terak / klinker semen portland o Gipsum o Slag o Fly Ash o Pasir Ottawa o Air DIAGRAM PERCOBAAN Start Menyiapkan klinker slag, fly ash dan gipsum Menggiling keempat bahan tersebut di mini ball mill (mini cement mill) Memasukkan hasil gilingan tersebut (sebanyak 60 gram) ke dalam botol Le Chatelier untuk mencari densitasnya Melakukan uji kehalusan semen dengan alat Blaine Apakah kehalusannya 290 m2/kg? A 8
DIAGRAM PERCOBAAN (LANJUTAN) KONDISI OPERASI DAN VARIABEL Kondisi Operasi Suhu : kamar (30 C) Tekanan : atmosferik Kehalusan semen : 290 m 2 /kg Kadar gypsum : 4 % Variabel Kadar slag : 0%; 6%; 12%; 18%; 24%; 30%; 36% Kadar fly ash : 0%; 6%; 12%; 18%; 24%; 30%; 36% 9
KONDISI OPERASI DAN VARIABEL Kombinasi kadar Fly ash dengan Slag a. untuk kadar 6% aditif terdiri atas : o 30% slag dan 70% fly ash o 50% slag dan 50% fly ash o 70% slag dan 30% fly ash b. untuk kadar 12% aditif terdiri atas : o 30% slag dan 70% fly ash o 50% slag dan 50% fly ash o 70% slag dan 30% fly ash HASIL DAN PEMBAHASAN 10
Pengaruh Aditif Fly Ash Terhadap Kuat Tekan 500 Hari ke-3 Hari ke-7 Hari ke-28 SNI hari ke-3 SNI hari ke-7 SNI hari ke-28 450 Hari ke-3 Hari ke-7 Hari ke-28 SNI hari ke-3 SNI hari ke-7 SNI hari ke-28 450 400 350 300 400 350 300 250 250 200 200 150 100 0 6 12 18 24 30 36 Fly Ash (%) 150 100 0 6 12 18 24 30 36 Slag (%) 11
Komposisi Bahan Aditif dan Pengaruhnya Komposisi Semen Komposit Fly Ash Silika Berasal dari Slag dan Fly ash Bahan Aditif SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 SUM fly ash 43.97 22.97 12.07 13.88 4.51 1.25 0.72 0.85 100.22 slag 33.92 9.47 73.32 5.05 1.94 - - - 123.7 Silika berperan terhadap reaksi hidrasi semen C 3 S + H 2 O CSH + Ca(OH) 2 (CaOH) 2 + SiO 2 + H 2 O CSH C 2 S + H 2 O CSH + (CaOH) 2 (CaOH) 2 + SiO 2 + H 2 O CSH PenambahanFlyAsh SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 SUM 0% 20.58 8.8 4.57 61.78 1.93 - - 2.28 10.02 6% 20.93 9.3 4.97 59.7 1.74 - - 2.3 98.97 12% 2.26 9.78 5.37 57.62 2.02 - - 2.38 9.43 18% 2.87 10.23 5.7 5.54 2.17 - - 2.43 9.01 24% 23.52 10.68 6.17 53.46 2.31 - - 2.48 98.62 30% 24.17 12.14 6.42 51.68 2.45 - - 2.52 9.38 36% 25.47 13.01 6.73 48.58 2.5 - - 2.49 98.83 12
Komposisi Semen Komposit Slag Pengaruh Kehalusan Semen Terhadap Kuat Tekan Slag(%)SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O SUM 0 20,58 8,88 4,57 61,78 1,93 2,28 - - 100,02 6 20,64 7,72 8,21 58,19 1,43 2,23 - - 98,42 12 20,69 7,43 9,93 55,04 1,32 2,45 - - 96,86 18 20,75 7,17 11,74 52,00 1,31 2,38 - - 95,35 24 20,96 6,99 13,76 48,90 1,30 2,31 - - 94,22 30 21,20 6,79 15,96 45,70 1,30 2,26 - - 93,21 36 21,44 6,59 19,16 42,50 1,28 2,21 - - 93,18 Variabel 6% - 12% Fly Ash 6% - 12% Slag Prosentase Semen yang Berhasil Lolos Ayakan 325 mesh 87,7 % 81,6 % 13
Faktor Air Semen / FAS OPC : 18 cm Komposit : 20,8 21,8 cm (ASTM C 595-05) Variabel Air (ml) Slump (cm) 0% Fly Ash 359 18 6% Fly Ash 359 21.5 12% Fly Ash 344 21.5 18% Fly Ash 344 21 24% Fly Ash 319 21 30% Fly Ash 319 21.5 36% Fly Ash 310 21 Variabel air (ml) Slump (cm) 0% Slag 359 18 6% Slag 365 21 12% Slag 359 21 18% Slag 410 21 24% Slag 349 21 30% Slag 335 21 36% Slag 390 21 Pengaruh Umur Curing Terhadap Kuat Tekan 480 460 440 420 400 380 360 340 320 300 280 260 240 220 200 OPC 6% Fly Ash 12% Fly Ash 18% Fly Ash 24% Fly Ash 30% Fly Ash 36% Fly Ash 3 7 28 hari 14
Pengaruh Umur Curing Terhadap Kuat Tekan Semen Komposit Kombinasi Slag-Fly Ash 6% dari total semen OPC 6% slag 12% slag 18% slag 24% slag 30% slag 36% slag 420 400 380 360 340 320 300 280 260 240 220 450 400 350 300 250 200 150 100 Hari ke-3 Hari ke-7 Hari ke-28 SNI hari ke-3 SNI hari ke-7 SNI hari ke-28 200 50 180 160 3 7 28 0 30% FA + 70% S 50% FA + 50% S 70% FA + 30% S hari Komposisi Fly Ash dan Slag 15
Semen Komposit Kombinasi Slag-Fly Ash 12% dari total semen Pengaruh Penambahan Aditif Terhadap Emisi Pabrik Semen Hari ke-3 Hari ke-7 Hari ke-28 SNI hari ke-3 SNI hari ke-7 SNI hari ke-28 450 400 350 300 250 200 150 100 50 950 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 0 6 12 18 24 30 36 Penambahan Aditif (%) 0 30% FA + 70% S 50% FA + 50% S 70% FA + 30% S Komposisi Fly Ash dan Slag 16
KESIMPULAN 1. Penambahan Fly ash dan slag pada semen komposit berpengaruh terhadap kuat tekan, namun sampai penambahan sebesar 36% kuat tekannya masih di atas kuat tekan SNI Semen Portland Komposit. 2. Pada penambahan fly ash, semakin besar prosentasenya maka kuat tekannya semakin turun o pada umur 3 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 4,2% o pada umur 7 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 1,7% o pada umur 28 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 0,4% 3. Demikian pula pada slag o pada umur 3 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 6,1% o pada umur 7 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 6,9% o pada umur 28 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 7,6%. KESIMPULAN (Lanjutan) 4. Semen komposit dengan aditif fly ash memiliki kehalusan partikel yang lebih tinggi daripada slag. Berdasarkan uji ayakan yang telah dilakukan o semen komposit dengan aditif fly ash akan lolos ayakan 325 mesh sebesar 87,7% o semen komposit dengan aditif slag akan lolos ayakan 325 mesh sebesar 81,6%. 5. Pada kombinasi antara slag dan fly ash, kuat tekan optimum dicapai pada prosentase penambahan aditif sebesar 6% dari jumlah semen dengan komposisi 70% fly ash dan 30% slag. 6. Penambahan aditif sebesar 6 36% di finish mill dalam proses pembuatan semen komposit, akan menurunkan emisi CO2 pabrik semen sebesar 6 36%. 17
18