PERBANDINGAN SEMEN PORTLAND DENGAN POZOLAN

PERBANDINGAN SEMEN PORTLAND DENGAN POZOLAN

A.        Pengertian Semen

Semen adalah suatu jenis bahan yang memiliki sifat adhesif dan kohesif yang memungkinkan melekatnya fragmen-fragmen mineral lain menjadi suatu massa yang padat. Pengertian ini dapat diterapkan untuk banyak jenis bahan semen yang biasa digunakan untuk konstruksi beton untuk bangunan. Secara kimia semen dicampur dengan air untuk dapat membentuk massa yang mengeras, semen semacam ini disebut semen hidrolis atau sering disebut juga semen portland.

Massa jenis semen yang diisyaratkan oleh ASTM adalah 3,15 gr/cm3, pada kenyataannya massa jenis semen yang diproduksi berkisar antara 3,03 gr/cm3 sampai 3,25 gr/cm3. Variasi ini akan berpengaruh proporsi campuran semen dalam campuran. Pengujian massa jenis ini dapat dilakukan menggunakan Le Chatelier Flask menurut standar ASTM C 348-97.

B.        Komposisi Bahan Baku Semen

1.         Batu gamping

Batu gamping dengan kadar CaCO₃ antara 80%-85% sangat baik sebagai bahan baku semen karena lebih mudah digiling untuk menjadi homogen. Batu gamping sebagai bahan baku utama semen harus memenuhi syarat kimiawi tertentu : 

KADAR	%
CaO	49% - 55%
Al2O3 + Fe2O3	5% - 12%
SiO2	1% - 15%
MgO	< 5%

Faktor kejenuhan batu gamping yang baik yaitu lebih dari 1,02 dan tidak boleh kurang dari 0,66. Faktor kejenuhan (Fk) dihitung dengan memakai persamaan sebagai berikut :

Faktor kejenuhan (Fk) =

(% CaO) + 0,7 (% SiO2)

2,8(%SiO₂)+1,2(%Al₂O₃)+0,65(%Fe₂O₃)

2.         Batu lempung

Batu lempung yang akan dipakai sebagai bahan baku semen sebaiknya mempunyai kadar SiO₂ lebih besar dari 70% dan Al₂O₃ lebih kecil dari 10%. Kedua unsur pembentuk batu lempung ini berfungsi sebai bahan pengoreksi. Jika kadar Fe₂O₃ dalam batu lempung lebih kecil dari 10% maka perlu memakai bahan pengoreksi yaitu berupa pasir besi.

3.         Gipsum

Gipsum (CaSO₄ 2H₂O) dipergunakan sebagai bahan tambahan (additve material) pada pembuatan semen portland dengan jumlah antara 4%-6%. Fungsi gipsum disini sebagai redater, yaitu bahan yang dapat mengendalikan waktu pengerasan semen dan juga untuk menentukan kualitas semen. Komposisi kimia gipsum untuk bahan baku semen portland disyaratkan sebagai berikut :

KADAR	%
CaO	30% - 35%
SO3	0% - 45%
H2O	15% - 25%
Garam Mg dan Na	0,1 %
Hilang pijar	9%
Ukuran partikel	95% (-14 mesh)

4.         Pasir kuarsa

Dalam industri semen pasir kuarsa dipakai sebagai bahan koreksi bersama pasir besi, pyrite, bauxite, laterit atau kaolin. Komposisi kimia yang disyaratkan adalah sebagai berikut :

KADAR	%
SiO2	95 % - 99 %
Al2O3	3 % - 4 %
Fe2O3	0 % - 1 %

5.         Pasir besi

Pasir besi termasuk pada bahan korektif bersama pasirkuarsa. Untuk bahan baku semen portland komposisi pasir besi harus memenuhi kriteria sebagai berikut :

KADAR	%
SiO2	30% - 45%
Fe2O3	20% - 35%
TiO2	1% - 3%
CaO	7% - 10%
H2O	0% - 1%

Jenis semen SNI

Jenis semen
No.SNI	Nama
SNI 15-0129-2004	Semen portland putih
SNI 15-0302-2004	Semen portland pozolan / Portland Pozzolan Cement (PPC)
SNI 15-2049-2004	Semen portland / Ordinary Portland Cement (OPC)
SNI 15-3500-2004	Semen portland campur
SNI 15-3758-2004	Semen masonry
SNI 15-7064-2004	Semen portland komposit

Proses pembuatan semen dapat dibedakan menurut :

1.                  Proses basah

Pada proses basah semua bahan baku yang ada dicampur dengan air, dihancurkan dan diuapkan kemudian dibakar dengan menggunakan bahan bakar minyak, bakar (bunker crude oil). Proses ini jarang digunakan karena masalah keterbatasan energi BBM.

2.                  Proses kering

Pada proses kering digunakan teknik penggilingan dan blending kemudian dibakar dengan bahan bakar batubara. Proses ini meliputi lima tahap pengelolaan yaitu

a.  Proses pengeringan dan penggilingan bahan baku di rotary dryer dan roller  

     meal.

b. Proses pencampuran (homogenizing raw meal) untuk mendapatkan campuran yang   homogen.

c. Proses pembakaran raw meal untuk menghasilkan terak (clinker : bahan setengah jadi yang dibutuhkan untuk pembuatan semen).

d. Proses pendinginan terak.

e. Proses penggilingan akhir di mana clinker dan gypsum digiling dengan cement mill.

Dari proses pembuatan semen di atas akan terjadi penguapan karena pembakaran dengan suhu mencapai 900 derajat Celcius sehingga menghasilkan : residu (sisa) yang tak larut, sulfur trioksida, silika yang larut, besi dan alumunium oksida, oksida besi, kalsium, magnesium, alkali, fosfor, dan kapur bebas.

A.    SEMEN PORTLAND

1.         Pengertian

Semen portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dan gips sebagai bahan pembantu.Semen portland merupakan bahan ikat yang sangat penting dan banyak digunakan dalam pembangunan fisik bangunan.

Fungsi semen ialah untuk bereaksi dengan air sedangkan pasta semen berfungsi untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang homogen/padat, selain itu pasta semen juga untuk mengisi ronga-ronga diantara butir-butir agregat.

2.         Sejarah

Semen pertama kali ditemukan di zaman Kerajaan Romawi, tepatnya di Pozzuoli, dekat teluk Napoli, Italia. Bubuk itu lantas dinamai pozzuolana. Meski sempat populer di zamannya, nenek moyang semen made in Napoli ini tak berumur panjang. Menyusul runtuhnya Kerajaan Romawi, sekitar abad pertengahan (tahun 1100 - 1500 M) resep ramuan pozzuolana sempat menghilang dari peredaran. Sebelum semen yang kita kenal ditemukan, adukan perekat pada bangunan di buat dari kapur padam, pozolan dan agregat (campuran ini sering disebut semen alam).Campuran perekat tersebut tidaklah terlalu kuat, tapi tergantung pula pada sifat pozolan yang di gunakan sebagai bahan perekat. Pozolan adalah bahan yang terbentuk oleh debu dari letusan gunung berapi. Kapur hidrolis pertama kali ditemukan oleh seorang sarjana sipil yang bernama Jon Smeaton pada tahun 1756. Pada saat itu ia bertugas untuk merehabilitasi menara api yang terletak di Eddystone. Ia mencoba menggabungkan kapur padam dan tanah liat. Kemudian campuran itu ia bakar. Setelah mengeras, bongkahan campuran tersebut di tumbuk hingga menjadi tepung. Yang mana tepung tesebut dapat digunakan kembali dan dapat mengeras di dalam air. Mulai dari percobaan inilah sifat-sifat kapur hidrolis mulai di kenal. Namun perkembangan bahan yang ia temukan masihlah lambat dibandingkan campuran kapur padam biasa.

3.         Cara Pembuatan Semen Portland

Semen Portland dibuat dengan melalui beberapa langkah, sehingga sangat halus dan memiliki sifat adhesive maupun kohesif. Semen diperoleh dengan membakar secara bersamaan suatu campuran dari Calcereous (yang mengandung kalsium karbonat atau batu gamping) dan argillaceous (yang mengandung alumina) dengan perbandingan tertentu.

Secara mudahnya langkah-langkah pembuatannya:

1.  Kandungan semen portland berupa kapur, silica dan alumina, sebagai bahan dasar

2.  Ketiga bahan dasar tadi dicampur dan dibakar dengan suhu 1550°C dan menjadi klinker

3.  Kemudian dikeluarkan, didinginkan dan dihaluskan sampai halus seperti bubur

4. Biasanya ditambah gips atau kalsium sulfat (CaSO­₄) kira-kira 2 sampai 4 persen sebagai bahan pengontrol waktu pengikatan

5.  Kemudian dimasukkan kedalam kantong dengan berat masing-masing kantong 40 Kg atau 50 Kg untuk segera dipasarkan

4.         Sifat-Sifat Semen Portland

Ø  susunan kimia

OKSIDA	PERSEN
Kapur (CaO)	60 – 65
Silika (SiO2)	17 – 25
Alumina (Al2O3)	3 – 8
Besi (Fe2O3)	0,5 – 6
Magnesium (MgO)	0,5 – 4
Sulfur (SO3)	1 – 2
Soda/Potash (Ma2O + 2O)	0,5 – 1

Walaupun komplek, namun pada dasarnya dapat disebutkan 4 senyawa yang paling penting keempat senyawa tersebut ialah :

Trikalsium silikat (C₃S) atau 3CaO.SiO₂

Dikalsium silikat (C₂S) atau 2CaO.SiO₂

Trikalsium aluminat (C₃A) atau 3CaO.Al₂O₃

Tetrakalsium aluminofert (C4AF) atau 4CaO.Al₂O_3.Fe₂O_3.

5.         Jenis-Jenis Semen Portland

Perbedaan komposisi kimia semen yang dilakukan dengan cara mengubah persentase 4 komponen utama semen dapat menghasilkan beberapa jenis semen sesuai dengan tujuan pemakaiannya.Sesuai dengan tujuan pemakaiannya, semen portland di Indonesia dibagi menjadi 5 jenis, yaitu:

a.    Jenis I  : Untuk konstruksi pada umumnya, dimana tidak diminta persyaratan khusus

  seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis sebelumnya.

b.    Jenis II : Unutk konstruksi umumnya terutama sekali bila disyaratkan agak tahan

  terhadap sulfat dan panas hidrasi yang sedang.

c.    Jenis III : Untuk konstruksi-konstruksi yang menuntut persyaratan kekuatan awal tinggi.

d.    Jenis IV : Unutk konstruksi-konstruksi yang persyaratannya panas hidrasi yang rendah.

e.    Jenis V : Unutk konstruksi-konstruksi yang menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat.

B.         SEMEN POZOLAN

1.         Pengertian

Semen portland pozolan adalah suatu semen hidrolis yang terdiri dari campuran yang homogen antara semen Portland dengan pozolan halus, yang di produksi dengan menggiling klinker semen portland dan pozolan bersama-sama, atau mencampur secara merata bubuk semen portland dengan bubuk pozolan, atau gabungan antara menggiling dan mencampur, dimana kadar pozolan 6 % sampai dengan 40 % massa semen portland pozolan.

Pozolan adalah bahan yang mengandung silika atau senyawanya dan alumina, yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen, akan tetapi dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air, senyawa tersebut akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar membentuk senyawa yang mempunyai sifat seperti semen.

2.         Jenis dan penggunaan

1)   Jenis IP-U yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk semua tujuan pembuatan adukan beton.

2)   Jenis IP-K yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk semua tujuan pembuatan adukan beton, semen untuk tahan sulfat sedang dan panas hidrasi sedang.

3)    Jenis P-U yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk pembuatan beton dimana tidak disyaratkan kekuatan awal yang tinggi.

4)    Jenis P-K yaitu semen porland pozolan yang dapat dipergunakan untuk pembuatan beton dimana tidak disyaratkan kekuatan awal yang tinggi, serta untuk tahan sulfat sedang dan panas hidrasi rendah

3.                  Sifat Portland Pozzolan

Menurut Neville (1998), sifat pozzolan adalah sifat yang dimiliki bahan-bahan yang mengandung senyawa silika dan alumina. Sebenarnya bahan tersebut tidak memiliki sifat seperti semen. Namun apabila bahan tersebut digiling hingga halus dan dicampur dengan klinker di finish mill untuk membentuk semen dan kemudian semen tersebut bereaksi dengan air maka akan membentuk senyawa CSH dan CAH. Sehingga bahan pozzolan tersebut akan mempunyai sifat seperti semen. Reaksinya yaitu senyawa silika dan alumina akan mengikat senyawa Ca(OH)2 untuk membentuk senyawa CSH dan CAH :

SENYAWA SILIKA	SENYAWA ALUMINA
C3S + H2O	CSH dan Ca(OH)2
C2S + H2O	CSH dan Ca(OH)2
Ca(OH)2 + H2O + SiO2	CSH
Ca(OH)2 + H2O + Al2O3	CAH

Bahan pozzolan terbagi menjadi 2 yaitu pozzolan alam dan pozzolan buatan. Bahan pozzolan alam contohnya yaitu trass, sedangkan bahan pozzolan buatan contohnya yaitu fly ash.

4.    Syarat mutu

1)    Persyaratan kimia dan fisika semen portland pozolan jenis IP-U dan IP-K harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

  

2)  Syarat kimia dan fisika semen portland pozolan jenis P-U dan P-K harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

5.         Cara uji

1.   Uji kimia

Pengujian magnesium oksida, sulfur trioksida dan hilang pijar

   2.   Uji fisika

Pengujian kehalusan dengan alat blaine atau turbidimeter, pengikatan dengan jarum vicat, kekekalan bentuk dengan autoclave, kuat tekan, panas hidrasi dan kandungan udara mortar.

   3.   Syarat lulus uji

Semen portland pozolan dinyatakan tidak lulus uji apabila:

a) Semen gagal memenuhi salah satu syarat mutu seperti yang dicantumkan pada butir 5.

b) Semen gagal memenuhi salah satu syarat mutu seperti yang dicantumkan pada butir 5  setelah dilakukan uji ulang.

c) Kekurangan berat lebih dari 2% dari berat yang dicantumkan, baik dalam setiap kemasan maupun berat rata-rata dari setiap kemasan maupun berat rata-rata dari setiap

pengiriman yang diwakili oleh penimbangan 50 kemasan yang diambil secara acak.

CATATAN : Uji ulang dapat dilakukan pada sisa semen didalam penyimpanan pada silo yang akan dikirim selama periode lebih dari 6 bulan.

6.         Pengemasan

Semen portland pozolan dapat diperdagangkan dalam bentuk curah maupun kemasan.Apabila tidak ada ketentuan lain, semen dikemas dalam kantong dengan berat netto 40 kg untuk setiap kantong. Untuk semen curah, kontainer atau wadah harus kedap air yang dibuat sedemikian rupa sehingga bagian dalam mudah diperiksa. Kontainer atau wadah harus dilengkapi dengan alat penyalur untuk mengeluarkan semen.

7.         Syarat penandaan

Pada kemasan sekurang-kurangnya dicantumkan nama:

a) Tulisan ”Semen portland pozolan”.

b) Kode dan jenis.

c) Merk/tanda dagang.

d) Nama perusahaan.

e) Berat netto.

Untuk semen portland pozolan curah, penandaan dicantumkan pada dokumen pengiriman.

8.         Penyimpanan dan transportasi

a) Semen ketika disimpan maupun di transportasikan harus dijaga sedemikian rupa sehingga mudah untuk dilakukan inspeksi dan identifikasi.

b) Semen curah disimpan dalam bangunan/penyimpanan yang kedap terhadap cuaca sehingga akan melindungi semen dari kelembaban dan menghindari terjadinya penggumpalan semen pada saat penyimpanan dan transportasi.

c) Penyimpanan maupun transportasi semen dalam kantong dilakukan sedemikian rupa sehingga terhindar dari pengaruh cuaca.

REFERENSI  :

http://zulfahmited.blogspot.co.id/2012/11/ilmu-bahan-bangunan semen_2715.html?m=1

http://chittaputri.blogspot.co.id/2012/01/industri-semen.html?m=1