Slide TSP208 TSP 208 002 Teknologi Bahan Konstruksi

Ferdinand Fassa

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

Pendahulan

• Bahan-bahan yang membentuk beton terdiri

dari:

•

Semen

• Agregat Halus

• Agregat Kasar

• Air

Semen

Semen dalam terminologi umum dapat

digambarkan sebagai:

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

Penggunaan nama “Portland” diberikan

diberikan karena kemiripan antara kekerasan

semen tersebut dengan batu alam yang ada di

• Jerman: Spesifikasi standar untuk PC

disusun pada tahun 1877

• Inggris: spesifikasi standar untuk semen

pertama kalinya disusun pada tahun 1904.

• Amerika: spesifikasi ASTM (

American

Pembuatan Semen Portland (PC)

Bahan dasar PC adalah:

Pembuatan Semen Portland (PC)

Tahapan pembuatan semen terdiri

dari:

• Penggilingan /

grinding

material

• Pencampuran material sesuai

dengan komposisi yang diharapkan

• Pembakaran di dalam Kiln (tempat

Pembuatan Semen Portland (PC)

dalam pembuatan PC yang dikenal

sebagai:

wet process

dry process

Semen Hidrolik

Material mengeras bila dicampur air, setelah

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

…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.

Komposisi Kimia Pada

Portland Cement

Bahan baku yang digunakan pada pembuatan PC terdiri dari • Kapur (CaO)

• silika (SiO2)

…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

Silika dalam kadar tinggi biasanya disertai alumina dengan kadar rendah menghasilkan:

• semen dengan ikatan lambat

• kekuatan tinggi

• ketahanan terhadap agresi kimia.

• Tricalcium Aluminate (C₃A),

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 (C₄AF),

senyawa ini kurang memberikan pengaruh penting terhadap kekutan dan sifat-sifat semen keras lainnya.

NAMA SENYAWA KOMPOSISI OKSIDA SINGKATAN

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

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

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

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.

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:

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,

Jenis-Jenis Semen (Semen Non Hidrolis)

1. Gips:dibuat dari campuran CaSO₄.2H₂O, semen gips

digunakan sebagai material dekorasi interior dan plesteran dinding.

2. Lime: dibuat dari kapur alam atau dolomit yang dibakar sampai 950o_-1100o_{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.

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:

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

Pengujian Semen

2. Pengujian di laboratorium:

• Fineness test, suatu cara pengujian untuk menentukan luas spesifik dari semen yang dinyatakan sebagai jumlah luas permukaan dalam m2_{/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

Pengujian Semen

• Soundness test (keutuhan)

Setelah pasta semen mengalami setting, tidak boleh ada perubahan volume yang besar.

Tugas

Pertanyaan 1

• Produksi semen portland bertanggung jawab atas 6% gas CO₂ di dunia. Jelaskan dua sumber yang memproduksi CO₂ 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.