5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Semen
2.1.1 Definisi Semen
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 kompak dan kuat (Bonardo Pangaribuan, 2013).
bereaksi dengan air. Reaksi semen dengan air berlangsung secara irreversible, artinya hanya dapat terjadi satu kali dan tidak bisa kembali lagi ke kondisi semula
2.1.2 Jenis-jenis Semen
Beberapa jenis semen menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) antara lain :
a. Portland Cement
Adalah jenis yang paling umum dari semen dalam penggunaan umum di seluruh dunia karena merupakan bahan dasar beton, dan plesteran semen. b. Super Masonry Cement
Semen ini lebih tepat digunakan untuk konstruksi perumahan gedung, jalan dan irigasi yang struktur betonnya maksimal K225. Dapat juga digunakan untuk bahan baku pembuatan genteng beton, hollow brick, paving block, tegel dan bahan bangunan lainnya.
c. Oil Well Cement
Merupakan semen khusus yang lebih tepat digunakan untuk pembuatan sumur minyak bumi dan gas alam dengan konstruksi sumur minyak bawah permukaan laut dan bumi. Untuk saat ini jenis OWC yang telah diproduksi adalah class G, HSR (High Sulfat Resistance) disebut juga sebagai "BASIC OWC". Bahan additive / tambahan dapat ditambahkan / dicampurkan hingga menghasilkan kombinasi produk OWC untuk pemakaian pada berbagai kedalaman dan temperatur.
Adalah semen hidrolis yang dibuat dengan menggiling clinker, gypsum dan bahan pozzolan. Produk ini lebih tepat digunakan untuk bangunan umum dan bangunan yang memerlukan ketahanan sulfat dan panas hidrasi sedang, seperti: jembatan, jalan raya, perumahan, dermaga, beton massa, bendungan, bangunan irigasi dan fondasi pelat penuh.
e. Semen Putih
Digunakan untuk pekerjaan penyelesaian (finishing), sebagai filler atau pengisi. Semen jenis ini dibuat dari bahan utama kalsit (calcite) limestone murni.
f. Portland Composite Cement
Digunakan untuk bangunan-bangunan pada umumnya, sama dengan penggunaan OPC dengan kuat tekan yang sama. PCC mempunyai panas hidrasi yang lebih rendah selama proses pendinginan dibandingkan dengan OPC, sehingga pengerjaannya akan lebih mudah dan menghasilkan permukaan beton/plester yang lebih rapat dan lebih halus.
Menurut SK-SNI T-15-1990-03 semen portland / Ordinary Portland Cement (OPC) dibedakan menjadi :
1. Portland Cement Type I (Ordinary Portland Cement)
merenovasi rumah tinggal akan membeli semen di toko bangunan, mereka hanya menyebut semen, tanpa menyebut jenis semen apa yang seharusnya digunakan atau cocok dengan lingkungan pemukiman mereka berada, antara lain : bangunan, perumahan, gedung-gedung bertingkat, jembatan, landasan pacu dan jalan raya.
2. Portland Cement Type II (Moderate sulfat resistance)
Semen portland tipe II merupakan semen dengan panas hidrasi sedang atau di bawah semen portland tipe I serta tahan terhadap sulfat. Semen ini cocok digunakan untuk daerah yang memiliki cuaca dengan suhu yang cukup tinggi serta pada struktur drainase. Semen portland tipe II ini disarankan untuk dipakai pada bangunan seperti bendungan, dermaga dan landasan berat yang ditandai adanya kolom-kolom dan dimana proses hidrasi rendah juga merupakan pertimbangan utama.
3. Portland Cement Type III (High Early Strength Portland Cement)
Jenis ini memperoleh kekuatan besar dalam waktu singkat, sehingga dapat digunakan untuk perbaikan bangunan beton yang perlu segera digunakan atau yang acuannya perlu segera dilepas. Selain itu juga dapat dipergunakan pada daerah yang memiliki temperatur rendah, terutama pada daerah yang mempunyai musim dingin. Kegunaan pembuatan jalan beton, landasan lapangan udara, bangunan tingkat tinggi, bangunan dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap sulfat.
Tipe semen dengan panas hidrasi rendah. Semen tipe ini digunakan untuk keperluan konstruksi yang memerlukan jumlah dan kenaikan panas harus diminimalkan. Oleh karena itu semen jenis ini akan memperoleh tingkat kuat beton dengan lebih lambat ketimbang portland tipe I. Tipe semen seperti ini digunakan untuk struktur beton masif seperti dam gravitasi besar yang mana kenaikan temperatur akibat panas yang dihasilkan selama proses curing merupakan faktor kritis. Cocok digunakan untuk daerah yang bersuhu panas.
5. Portland Cement Type V (Sulfat Resistance Cement)
Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan tinggi terhadap sulfat. Cocok digunakan untuk pembuatan beton pada daerah yang tanah dan airnya mempunyai kandungan garam sulfat tinggi. Sangat cocok untuk instalasi pengolahan limbah pabrik, konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan,dan pembangkit tenaga nuklir.
2.2 Pozzolan
Pozzolan merupakan bahan yang mengandung senyawa silica dan alumina, yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen akan tetapi dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air, maka senyawa senyawa tersebut akan bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu normal membentuk senyawa kalsium silikat hidrat dan kalsium hidrat yang bersifat hidraulis dan mempunyai angka kelarutan yang cukup rendah (Subakti, 1994).
Standar mutu pozzolan telah diatur dalam ASTM C 618-86 (dalam Aman Subakti, 1994) yang dibedakan menjadi tiga kelas :
1. Kelas N
Pozzolan alam atau hasil pembakaran pozzolan alam, yang dapat digolongkan ke dalam jenis seperti: tanah diatomic, opaline cherts, shales, tuff dan abu terbang vulkanik atau punicite. Semuanya bisa diproses melalui pembakaran atau tanpa pembakaran
2. Kelas C
Fly ash mengandung CaO diatas 10% yang dihasilkan dari pembakaran lignite atau sub bitumen batu bara.
3. Kelas F
Fly ash mengandung CaO kurang dari 10% yang dihasilkan dari pembakaran anthracite atau bitumen batu bara.
tungku maupun hasil pemanfaatan limbah yang diolah menjadi abu yang mengandung silika reaktif melalui proses pembakaran, seperti abu terbang (fly ash), abu sekam (rice husk ash) dam mikro silika (silica fume). Sedangkan pozzolan alam adalah bahan alam yang merupakan timbunan-timbunan atau bahan sedimentasi dari abu atau lava gunung berapi yang mengandung silika aktif dan bila dicampur dengan kapur padam akan terjadi proses sedimentasi.
Salah satu contoh pozzolan alam adalah batu apung. Batu apung adalah salah satu contoh dari pozzolan alam, yang terjadi disebabkan oleh lemparan lava dan pendinginan yang cepat di udara sehingga terbentuk pori-pori yang sebagian tertutup oleh membran gelas. Batu apung merupakan batuan vulkanis yang mengandung pori-pori, kaya dengan kandungan gelas/silikat dan umumnya berwarna terang, oleh karena itu batu apung ringan dan memiliki berat jenis lebih kecil dari satu (Anonimus, 2004).
2.3 Sifat Fisika dan Sifat Kimia Semen 2.3.1 Sifat Fisika Semen
a. Kehalusan Butir (Fineness / Blaine)
itu butiran semen yang halus akan mengurangi bleeding, tetapi semen cenderung terjadi penyusutan yang besar dan mempermudah terjadinya retak susut pada beton. Tingkat kehalusan semen diuji dengan alat Blaine.
b. Berat jenis dan berat isi
Berat jenis semen berkisar antara 3,10 – 3,30 gram/cm3 dengan berat jenis rata-rata sebesar 3,15 gram/cm3. BJ semen penting untuk diketahui karena dengan mengetahui BJ semen akan dapat dilihat kualitas semen itu. Semen yang mempunyai BJ < 3,0 biasanya pembakarannya kurang sempurna atau tercampur dengan bahan lain atau sebagian semen telah mengeras, ini berarti kualitas semen turun. Berat isi gembur semen kurang lebih 1,1 kg/liter, sedang berat isi padat semen sebesar 1,5 kg/liter. Di dalam praktek biasanya digunakan berat isi rata-rata sebesar 1,25 kg/liter.
c. Waktu pengikatan
semen sangat penting diketahui untuk mengontrol pekerjaan beton. Untuk tujuan-tujuan tertentu kadang-kadang dibutuhkan waktu initial setting time lebih dari 2 jam. Biasanya waktu yang lebih lama ini digunakan untuk pengangkutan beton (transportasi), penuangan, pemadatan dan finishing. Waktu ikatan semen akan lebih pendek apabila temperaturnya lebih dari 30°C. Waktu ikat ini sangat dipengaruhi oleh jumlah air dan lingkungan sekitarnya.
d. Kekekalan bentuk
Kekekalan bentuk adalah sifat dari pasta semen yang telah mengeras, dimana bila pasta tersebut dibuat bentuk tertentu bentuk itu tidak berubah. Ketidakkekalan semen disebabkan oleh jumlah kapur bebas yang berlebihan dan magnesia yang terdapat pada semen. Kapur bebas yang terdapat di dalam adukan akan mengikat air dan menimbulkan gaya yang bersifat ekpansif. Alat yang digunakan untuk menguji sifat
kekekalan semen adalah “Autoclave Expansion of Portland Cement”
(ASTM C-151). e. Kekuatan semen
perawatan (curing) dengan cara direndam dalam air. Setelah berumur 3, 7, dan 28 hari benda uji diuji kuat tekannya.
f. Pengikatan awal palsu
Yaitu pengikatan awal semen yang terjadi kurang dari 60 menit, dimana setelah semen dicampur dengan air segera nampak adonan menjadi kaku. Setelah pengikatan awal palsu ini berakhir, adonan dapat diaduk kembali. Pengikatan ini sifatnya hanya mengacau saja dan tidak mempengaruhi sifat semen yang lain. Pengikatan awal palsu terjadi karena pengaruh gips yang terdapat pada semen tidak bekerja sebagaimana mestinya. Seharusnya fungsi gips pada semen adalah memperlambat pengikatan, tetapi karena gips yang terdapat dalam semen terurai maka gips ini justru mempercepat pengikatan awalnya.
2.3.2 Sifat Kimia Semen
Semen portland dibuat dari serbuk mineral kristalin yang komposisi utamanya disebut mayor oksida, terdiri dari : kalsium atau batu kapur (CaCO3), aluminium oksida (Al2O3), pasir silikat (SiO2), dan bijih besi (Fe2O3) serta senyawa-senyawa lain yang jumlahnya hanya beberapa persen dari jumlah semen yaitu minor oksida yang terdiri dari : MgO, SO3, K2O, Na2O.
Empat unsur yang paling penting dalam semen adalah: 1. Trikalsium Silikat (C3S) atau 3CaO.SiO3
2. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2
Berpengaruh besar terhadap pengerasan semen setelah mencapai umur sekitar 14 -28 hari. Unsur C2S ini juga membuat semen tahan terhadap serangan kimia (chemical attack) dan juga mengurangi besar susutan pengeringan.
3. Trikalsium Aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3
Berpengaruh besar terhadap pengerasan semen sesudah 24 jam. 4. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.Fe2O3
Kurang begitu besar pengaruhnya terhadap kekerasan semen atau beton.
2.4 Proses Pembuatan PPC
Menurut Anonimus, tahun 1983, proses pembuatan PPC terbagi menjadi beberapa tahap sebagai berikut :
2.4.1 Proses Penyiapan Bahan Baku
Semua bahan baku dihancurkan sampai menjadi bubuk halus dan dicampur sebelum memasuki proses pembakaran. Pengeringan awal bahan baku diperlukan untuk proses penggilingan dengan sistim kering dan sebelum dilanjutkan pada proses selanjutnya bahan tersebut harus dianalisa terlebih dahulu. Analisa yang dilakukan meliputi :
1. Analisa Kadar Air Bahan Mentah
2.4.2 Proses Pembuatan Produk Secara Kering 1. Crusher
Crusher terdiri atas 2 macam yaitu : Limestone Crusher dan Clay Crusher. Limestone crusher berfungsi untuk menghancurkan batu kapur menjadi ukuran ±10 cm dari ukuran ± 60 cm. Clay crusher berfungsi untuk menghancurkan tanah liat menjadi ukuran ±10 cm.
Produk dari limestone crusher dan clay crusher ini dimasukkan dalam satu alat transportasi berupa belt conveyor, kemudian dimasukkan ke dalam stockpile. Terdapat masing-masing stockpile untuk Limestone dan Clay. Juga terdapat stockpile untuk material korektif seperti pasir silika dan pasir besi. Lalu masing-masing material tersebut ditimbang dengan berat tertentu menggunakan alat weight feeder dan ditransport dengan belt conveyor ke dalam raw mill untuk diproses lebih lanjut sebagai umpan kiln.
2. Raw Mill
Material di dalam blending silo inilah yang akan digunakan sebagai umpan kiln, sedangkan material yang masih belum memenuhi standar kehalusan raw mill dialirkan kembali ke bucket elevator untuk digiling ulang.
3. Kiln (Pembakaran)
4. Finish Mill
Finish Mill adalah suatu unit peralatan yang berfungsi sebagai penggiling akhir. Mill yang berukuran 13 m dibagi atas dua kompartemen, yaitu kompartemen pertama sepanjang 2,5 m berisi grinding ball (bola-bola baja) berdiameter 40 – 70 mm fungsinya untuk pemecahan bahan material. kemudian material masuk ke kompartemen kedua sepanjang 10,5 m yang berisi grinding ball berdiameter 17 – 20 mm. Untuk memproduksi PPC, clinker bersama-sama dengan gypsum dan pozzolan digiling dalam mill tersebut, sehingga diperoleh semen dengan kehalusan tertentu. Produk finish Mill disimpan dalam silo semen dan siap untuk dipacking.
2.5 Penelitian Pendukung
Hargono (2002), pernah melakukan penelitian dengan judul “Pengaruh
Perbandingan Semen Pozzolan Dan Semen Portland Terhadap Kekekalan
