102
Analisis Pengaruh
Grinding Aid
HI 2822 N DAN 702 A
Terhadap Kualitas Semen Di PT. Holcim Indonesia Tbk
Nuning Artati1
1 Program Studi Teknik Industri Purwokerto Jl. Semingkir No. 1 Purwokerto
Email :nuningartati@yahoo.co.id
Abstract
Cement is derived from the Latin meaning caementum adhesive. Interpreted as an adhesive cement which has properties capable of binding materials - solid material into a strong unity. Domestic cement demand continues to increase every year, in 2014 is estimated to increase 6% -8%. PT. Holcim Indonesia Tbk is a producer of cement, ready-mixed concrete and aggregates as well as offering a comprehensive solution leading to targets by 2014 up to 70% can be achieved. If this target can be achieved will impact the company's production cost savings (cost savings) and reduce the environmental impact of CO2 emissions on global warming. The method used for the research data is linear regression with SPSS software version 16. Normality test data showed normally distributed data. Multiple linear regression could not be used to predict the ratio of 702 A and Hi 2822 N towards subtlety, time early binding, late binding time, compressive strength 3, 7, 28 days.The optimum grinding aid doses are Hi 2822 N is 500 ppm and 702 A is 100 ppm.
Keywords: Cement, grinding aid, quality.
1. Pendahuluan
Semen merupakan salah satu bahan bangunan yang penting untuk konstruksi bangunan seperti rumah, gedung bertingkat, jalan, jembatan, dan lain-lain. Semen berasal dari bahasa latin caementum yang berarti bahan perekat. Secara sederhana, definisi semen adalah bahan perekat atau lem, yang bisa merekatkan bahan – bahan material lain seperti batu bata dan batu koral hingga bisa membentuk sebuah bangunan. Sedangkan dalam pengertian secara umum semen diartikan sebagai bahan perekat yang memiliki sifat mampu mengikat bahan – bahan padat menjadi satu kesatuan yang kuat[1].
Permintaan semen di dalam negeri terus meningkat setiap tahun, 2014 diperkirakan naik 6%-8%. Pendorongnya karena kini semen tak hanya ditopang oleh bisnis properti, namun proyek infrastruktur seperti pembangunan jalan, perumahan serta berbagai fasilitas publik dengan teknologi beton yang akan berkembang sejalan dengan meningkatnya jumlah dan pendapatan penduduk. Kebutuhan semen nasional setiap tahunnya semakin meningkat, yaitu di tahun 2012 sebanyak 54,97 juta ton, pada tahun 2013 sebanyak 58,5 juta ton dan di tahun 2014 permintaannya diperkirakan naik 6-8 % atau sekitar 64 juta ton[2], oleh karena itu
PT. Holcim Indonesia Tbk Pabrik Cilacap terus berinovasi untuk memenuhi kebutuhan pasar dalam negeri. Beberapa hal telah dilakukan yaitu di antaranya melakukan ekspansi dengan mendirikan Pabrik baru di Tuban, pembangunan Grinding Mill dan pembangunan Cement Silo. Selain itu perusahaan banyak melakukan percobaan, salah satunya penambahan
Edisi 8 No 1 April 2016 ISSN 1978-2497
ITEKS
Intuisi Teknologi Dan Seni
=======================================================================
103
grinding aid di proses penggilingan akhir semen. Diharapkan dengan penambahan grinding aid dapat meningkatkan kualitas semen dan produksi[3].
Penambahan grinding aid dilakukan untuk mencapai target clinker factor yang lebih rendah, yaitu target di tahun 2013 sebesar 72 % sedangkan di awal tahun 2014 maksimal 70 %[3]. Apabila target ini dapat tercapai akan berdampak pada penghematan biaya produksi
perusahaan (cost saving) dari sisi konsumsi energy listrik, mengurangi keausan ball mill dan menjaga lingkungan yakni dengan berkurangnya emisi CO2 yang berpengaruh pada
pemanasan global.
2. Metode Penelitian
2.1 Objek Penelitian
Objek penelitian ini adalah semen dengan penambahan grinding aid di PT Holcim Indonesia Tbk yang antara lain meliputi :
a. Penggujian kuat tekan, waktu pengikatan dan kehalusan semen[4].
b. Hasil observasi dan pengujian sampel[5].
c. Analisis hasil observasimenggunakan SPSS[6].
Semen adalah suatu campuran bahan-bahan kimia yang mempunyai sifat hidraulis, bila dicampur dengan air akan bereaksi dan berubah menjadi bahan yang mempunyai sifat perekat, sehingga bisa mengikat bahan-bahan lain menjadi suatu satuan massa padat dan mengeras[5]. Persenyawaan antara semen dan air dinamakan hidratasi sedangkan hasil yang
terbentuk disebut hidrasi semen[6]. Proses hidrasi semen terdiri dari beberapa reaksi kimia
yang berjalan secara bersama-sama yaitu:
6CaO.SiO2 + 6H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + 3Ca(OH)2
4CaO.SiO2 + 4H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + Ca(OH)2
3CaO.Al2O3 + 6H2O 3CaO.Al2O3.6 H2O + Panas
4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 17H2O 3CaO.Al2O3.12H2O + CaO.Fe2O3.5H2O(CaOH)2 [7]
Semen portland dibuat dari bahan-bahan mentah yang mengandung kapur, silika, alumina dan besi. Bahan-bahan tersebut adalah batu kapur, tanah liat, pasir silika, dan pasir besi[3]. Berikut persyaratan Standar Nasional Indonesia mengenai kualitas fisika semen pada
tabel 2.1
104
Pada beberapa produk semen dibutuhkan sfat fisika tambahan sebagaimana ditampilkan pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Sifat Fisika Tambahan[2]
Perbandingan bahan baku untuk pembuatan semen portland adalah: a. Batu kapur 75-80 % dengan kadar CaCO3 88-92 %
b. Tanah liat 16-20 % dengan kadar SiO2 55-65 %, Al2O3 17-23 %
c. Pasir silika 3-6 % dengan kadar SiO2 90-94 %
d. Pasir besi 1-2 % dengan kadar Fe2O3 40-60 %
2.2.Grinding Aid
Pada proses penggilingan di Finish Mill atau Tube Mill akan menimbulkan coating
yang terjadi pada steel ball sehingga dapat mengurangi efektifitas grinding di dalam Tube Mill, coating dapat berdampak pada penurunan kapasitas produksi dan juga pemborosan energi yang digunakan. Aglomerasi Coating Tumbukan mekanik dari steel ball terhadap material , steel ball dengan liner dan di antara steel ball itu sendiri terjadi secara terus menerus ditambah panas awal clinker yang masuk ke dalam Tube Mill memicu terjadinya coating Grinding Aid (CGA). Berikut bagian dalam finish mill pada gambar 2.1.
Edisi 8 No 1 April 2016
Cement Grinding Aid (CGA), CGA terbukti dapat mengatasi masalah steel ball coating
yang terjadi, lapisan film CGA yang melapisi steel ball menghalangi terbentuknya coating
pada steel ball serta menghilangkan efek elektrostatika yang bekerja pada partikel semen tersebut.Secara otomatis dengan hilangnya penghalang-penghalang tersebut diatas, proses
grinding di dalam Finish Mill berjalan lebih efektif dan diperoleh output produksi per jam yang meningkat. Grinding aid dengan tipe Hi 2822 N meningkatkan kualitas dari sisi kuat tekan tetapi memiliki kelemahan yaitu waktu pengikatan yang lama. Oleh karena itu produsen
grinding aid mendesain tipe 702 A yang diharapkan memperbaiki waktu pengikatan agar tidak melampui batas maksimal target kualitas sesuai spesifikasi dengan data sebagaimana tabel 2.3
2.3 Statistika
a. Uji Normalitas One Sample Kolmogorov-Smirnov Test
Uji normalitas adalah usaha untuk menentukan apakah data variabel yang kita miliki mendekati populasi distribusi normal atau tidak. Data yang terdistribusi normal adalah data yang memiliki kurva normal. Ada beragam cara menguji normalitas, di antaranya menggunakan rasio kurtosis dan rasio skewness, menggunakan pendekatan grafik (histogram), menggunakan Shapiro Wilk Test, atau Kolmogorov-Smirnov Test[7]. Program
SPSS dengan Kolmogorov-Smirnov Test akan membuat data virtual yang sudah dibuat normal. Kemudian, data yang kita punya akan diperbandingkan dengan data virtual tersebut, apakah data mentah kita menyerupai kurva normal atau tidak. Ada 2 macam asumsi berdasarkan angka signifikansi yaitu :
a) Data terdistribusi normal apabila nilai signifikansi (p) > 0,05. b) Data terdistribusi tidak normal apabila nilai signifikansi (p) < 0,05. b. Uji Analisis Regresi Linear Ganda
Uji analisis korelasi ganda merupakan suatu analisis yang digunakan untuk menguji korelasi linear antara satu variabel dependen (Y) dengan beberapa (dua atau lebih) variabel independen (X). Regresi linear ganda berguna untuk mencari pengaruh dua atau lebih variabel bebas (predictor) atau untuk mencari hubungan fungsional dua variabel predictor atau lebih terhadap variabel kriteriumnya. Rumus yang digunakan sama seperti pada regresi sederhana namun, disesuaikan dengan jumlah variabel yang diteliti. Rumus persamaan regresinya adalah
Y = a+b1X1+b2X2+....+bnXn ………..Rumus 2.1[8]
Untuk melakukan uji korelasi ganda dengan satu variabel terikat (Y) dan dua variabel bebas (X1 dan X2), maka digunakan rumus sebagai berikut :
SPSS ketika awal mula dikenalkan memiliki singkatan Statistical Package for the Social Sciences. SPSS merupakan program terkenal yang digunakan untuk analisis statistic.
106
2.3. Flow chart penelitian
Gambar 2.2. Diagram alir penelitian
Selesai Yes
Kesimpulan dan Saran Perumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh grinding aid Hi 2822 N dan 702 A ?
2.Berapa dosis optimum grinding aid ?
Pengumpulan Data : Trial grinding aid dengan dosis berbeda
Analisa kuat tekan, waktu pengikatan, kehalusan semen Pengumpulan data analisa
Pengolahan Data :
Menggunakan analisis regresi linear berganda & sederhana
Analisa dan Pembahasan:
Mengetahui korelasi antara grinding aid Hi 2822 N & 702 A
terhadap kualitas semen (kuat tekan, waktu pengikatan dan
kehalusan)Mengetahui dosis optimum penambahan grinding
aid Hi 2822 N & 702 A
Penentuan Tujuan Studi Pustaka
Mulai
Edisi 8 No 1 April 2016
Data perlakuan Penambahan grinding aid Hi 2822 N dan 702 A tidak berpengaruh terhadap kuat tekan, waktu pengikatan dan kehalusan semen, dan H1 = Penambahan
grinding aid Hi 2822 N dan 702 A berpengaruh terhadap kuat tekan, waktu pengikatan dan kehalusan dalam semen. Pada tabel 3.1.
Tabel 3.1. berpengaruh terhadap kuat tekan, waktu pengikatan dan kehalusan dalam semen
a. Data Analisis Grinding Aid Hi 2822 N dan 702 A
108
berdampak positif terhadap kualitas semen yang pengujiannya dilakukan di Laboratorium. Sebelum melakukan pengujian semen dengan penambahan grinding aid,
hal pertama yang dilakukan adalah merencanakan masing-masing dosis penggunaan
grinding aid. Kemudian pengujian grinding aid dilakukan dengan cara menambahkan dosis masing-masing grinding aid.
Tabel 3.2. Data pengujian kualitas kuat tekan dan waktu pengikatan
Dosis Tipe GA (ppm) Kuat Tekan ( kg/cm2) Waktu Pengikatan (min)
2822 N 702 A 3 D 7 D 28 D IS FS
Semen tanpa GA 198 277 362 158 260
300 200 227 330 430 157 267
400 200 233 335 409 140 255
500 100 254 342 450 145 250
500 200 265 355 447 146 255
500 250 253 351 443 153 265
600 100 233 333 415 140 242
600 250 222 327 401 142 247
Berikut hubungan antara Hubungan dosis grinding aid dan kuat tekan pada grafik 3.1
Gambar 3.1 Hubungan dosis grinding aid dan kuat tekan
Edisi 8 No 1 April 2016 ISSN 1978-2497
ITEKS
Intuisi Teknologi Dan Seni
=======================================================================
109
Gambar 3.2 Hubungan dosis grinding aid dan waktu pengikatan
Dari grafik hubungan penggunaan grinding aid dan pengujian waktu pengikatan dapat ditarik kesimpulan bahwa terjadi waktu pengikatan baik dari waktu pengikatan awal dan akhir tetapi memiliki kecenderungan penurunan yang tidak signifikan.
b. Analisis Regresi Linear Berganda
Kesimpulan dari percobaan awal yang dilakukan di Laboratorium Fisika, meliputi pengujian kualitas kuat tekan, waktu pengikatan dan kehalusan semen sebagai variabel x. Sedangkan ratio antara grinding aid 702 A dan Hi 2822 N sebagai variabel y. Nilai rata-ratanya adalah kehalusan sebesar 4.051 cm2/g, waktu pengikatan awal 154 menit, waktu
pengikatan akhir 261 menit, kuat tekan 3 hari 215 kg/cm2, kuat tekan 7 hari 285 kg/cm2, kuat
tekan 3 hari 357 kg/cm2, dan rasio Hi 2822 N dan 702 A sebesar 0,256. Sedangkan untuk
simpangan bakunya adalah kehalusan sebesar 113 cm2/g, waktu pengikatan awal 4 menit,
waktu pengikatan akhir 6 menit, kuat tekan 3 hari 10 kg/cm2, kuat tekan 7 hari 10 kg/cm2,
kuat tekan 3 hari 12 kg/cm2, dan rasio Hi 2822 N dan 702 A sebesar 0,04. Dari Uji
Probabilitas yaitu Kriteria keputusan yang diambil berdasarkan nilai Probabilitas :
Jika probabilitas (sig) > α maka Ho diterima
Jika probabilitas (sig) < α maka Ho ditolak
Dengan nilai probabilitas (sig) = 0,184 dan nilai taraf signifikan α = 0,05. Ternyata nilai probabilitas (sig) > α yaitu 0,184 > 0,05 maka kesimpulannya adalah model regresi linear berganda tidak dapat digunakan untuk memprediksi rasio 702 A dan Hi 2822 N yang dipengaruhi kehalusan, waktu pengikatan awal, waktu pengikatan akhir, kuat tekan 3, 7 dan 28 hari.
Persamaan regresi berganda untuk memperkirakan rasio 702 A dan Hi 2822 N yang dipengaruhi oleh kehalusan, waktu pengikatan awal, waktu pengikatan akhir, kuat tekan 3, 7 dan 28 hari adalah;
Y= 0,601 + 0,00004X1 + 0,002X2 + 0,0X3 + (-0,001)X4 + (-0,001)X5 + 0,0X6
110
Gambar 4.3Prediksi nilai dengan regresi
c.Analisis efisiensi biaya produksi
Berikut harga material , Harga grinding aid tipe Hi 2822 N adalah Rp 16.900,-/kg, Harga grinding aid tipe Hi 2822 N adalah Rp 27.200,-/kg, Harga clinker adalah Rp 400.000,-/ton. Dalam perhitungan di atas diasumsikan produksi clinker per jam adalah 208 ton dan data clinker factor rata-rata tiap bulan di tahun 2014 sebesar 68 %. Sehingga clinker factor yang dapat dihemat dengan penggunaan grinding aid tipe ini dibandingkan dengan
clinker factor tahun 2013 yang nilainya 72 % sebesar 4 %. Dari estimasi biaya produksi dosis optimum grinding aid ditunjukkan Hi 2822 N dan 702 A sebesar 300 & 200, 400 & 200, 500 & 100 ppm. Jika kita mengambil kesimpulan dosis optimum grinding aid dari sisi kualitas dan biaya maka dosis optimum Hi 2822 N adalah 500 ppm dan 702 A adalah 100 ppm.
4. Kesimpulan Dan Saran
4.1. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan hasil penelitian dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
a. Nilai R square yang diperoleh dari regresi linear sederhana yaitu kehalusan sebesar 0,010; waktu pengikatan awal : 0; waktu pengikatan akhir : 0,002; kuat tekan 3 hari : 0,271, kuat tekan 7 hari : 0,262, dan kuat tekan 28 hari : 0,076. Dari kelima parameter analisa yang paling berpengaruh signifikan pada ratio grinding aid 702 A dan Hi 2822 N adalah kuat tekan 3 hari dan 7 hari. Sedangkan untuk kuat tekan 28 hari dan kehalusan semen memiliki pengaruh yang tidak terlalu signifikan. Untuk waktu pengikatan awal dan akhir tidak berpengaruh pada ratio grinding aid.
b. Uji normalitas data menunjukkan bahwa data yang ada terdistribusi normal. Hal ini dapat dilihat dari Asymp. Sig (2-tailed) dari seluruh data variabel bahwa seluruh variabel signifikan karena nilai sig lebih besar dari 0,05.
Edisi 8 No 1 April 2016 ISSN 1978-2497
ITEKS
Intuisi Teknologi Dan Seni
=======================================================================
111
d. Dosis optimum grinding aid dari sisi kualitas dan biaya maka dosis optimum Hi 2822 N adalah 500 ppm dan 702 A adalah 100 ppm.
e. Efisiensi setahun biaya produksi penggunaan dosis Hi 2822 N adalah 500 ppm dan 702 A adalah 100 ppm sebesar Rp8.680.089.600,00.
f. Secara proses produksi dengan penurunan clinker factor dan pemakaian energy listrik maka proses produksi di finish mill akan lebih efisien dan menghemat biaya produksi yaitu penggunaan clinker factor dapat menurun hampir 2,5 % dan untuk pemakaian konsumsi energi listrik turun sekitar 0,5 kWh/t.
4.2. Saran
Berdasarkan hasil penelitian maka masukan yang dapat diberikan adalah perlu adanya pemantauan untuk menjaga kestabilan produksi Finish Mill dan kualitas semen dengan penggunaan dosis optimum grinding aid Hi 2822 N dan 702 A. Pengoptimalan dosis grinding aid Hi 2822 N adalah 500 ppm dan 702 A adalah 100 ppm. Memastikan alat pengukuran flowmeter grinding aid berfungsi dengan baik agar pengukurannya real sesuai dengan pemakaian grinding aid. Meningkatkan koordinasi dengan supplier grinding aid agar informasi stok grinding aid selalu terupdate.
5. Referensi
[1] ABB. Knowledge manager. http://hc-cc-tis-srv/km/. Finish Mill Operation .PT. Holcim Indonesia Tbk. Cilacap. 2010
[2] Pt. Semen Holcim tbk.Cilacap, 2014, Data produksi semen tahun 2014
[3] [2] Pt. Semen Holcim tbk.Cilacap, 2013, penggunaan grinding aid pada proses produksi semen
[4] Siregar, Syofian. 2012. Metode Peneltian Kuantitatif Dilengkapi Dengan Perhitungan Manual & SPSS. Jakarta : PT Kencana Prenada Media
[5] Sudaryono. 2011. Statistika Probabilitas. Yogyakarta : Andi Offset
[6] Uyanto, Stainislaus S. 2009. Pedoman Analisis Data dengan SPSS. Edisi Ketiga. Yogyakarta : PT Graha Ilmu
[7] Sugiyono. 2010. Statistika untuk Penelitian. Bandung : CV Alfabeta [8] Suprananto J. 2000. Statistik. Edisi Keenam. Jakarta : Erlangga
![Tabel. 2.1 Persyaratan kualitas semen[2]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/2813598.1688404/2.595.145.490.527.742/tabel-persyaratan-kualitas-semen.webp)
![Tabel 2.2 Sifat Fisika Tambahan[2]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/2813598.1688404/3.595.180.437.557.709/tabel-sifat-fisika-tambahan.webp)
