PRESENTASI SEMINAR SKRIPSI

(1)

1 PRESENTASI

SEMINAR SKRIPSI

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

LABORATORIUM TEKNOLOGI PROSES KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2010 2

LATAR BELAKANG

Produksi Semen Terus Meningkat Emisi CO2 Pabrik Semen Meningkat

Pemanfaatan Slag dan Fly Ash di

Cement Mill

Produksi Semen Portland Komposit (PCC) Slag dan Fly Ash

Upaya Diversifikasi Penggunaan Klinker

Banyak mengandung silika (bermanfaat di pabrik semen)

(2)

2

• 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.

3 RUMUSAN MASALAH

• Mengetahui pengaruh

penambahan fly ash serta slag

terhadap kuat tekan produk semen

komposit yang dihasilkan dan

emisi pabrik semen

4 TUJUAN PENELITIAN

(3)

3

5 BATASAN 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

6 MANFAAT PENELITIAN

(4)

4

7

JENIS-JENIS 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)

8

BAHAN BAKU SEMEN

Batu Kapur

Pasir Silika

Tanah Liat

Pasir Besi

(5)

5

9

BAHAN ADITIF DI CEMENT MILL (SEMEN KOMPOSIT)

Bahan Aditif di cement mill :

Slag

Fly Ash

10

PROSES PRODUKSI SEMEN

Ada 4 Macam Proses Pembuatan Semen

yaitu:

1. Proses Basah

2. Proses Semi Basah

3. Proses Semi Kering

4. Proses Kering

(6)

6

11

PROSES PRODUKSI SEMEN KOMPOSIT (PROSES KERING)

Batu Kapur (Bahan Baku) Tanah Liat (Bahan Baku) Pasir Silika (Bahan Baku) Pasir Besi (Bahan Baku) Digiling di RAWMILL Pemanasan Awal di PREHEATER Dibakar di KILN Digiling di FINISH MILL Bulk Truck Carrier Pengepakan Dsitributor/ Pembeli Klinker Semen

dihancurkan dihancurkan dihancurkan

dikeringkan dikeringkan dikeringkan

GYPSUM SLAG FLY ASH

11

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KUAT TEKAN

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

(7)

7

11

EMISI PABRIK SEMEN

KLINKER EMISI CO2

12

ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan

oMixer

oMolding dengan dimensi 5 x 5 x 5 cm

oPemadat pasta beton (tamper)

oMesin Uji Kuat Tekan

(8)

8

13

ALAT DAN BAHAN (LANJUTAN)

Bahan yang digunakan

o Terak / klinker semen portland

o Gipsum o Slag o Fly Ash o Pasir Ottawa o Air 14 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?

(9)

9

15

DIAGRAM PERCOBAAN (LANJUTAN)

Melakukan uji flow / slump

Membuat mortar melalui pencampuran semen komposit, pasir Ottawa dan air A

Apa slumpnya 20,8 - 21,8 ?

Mencetak mortar ke dalam cetakan Cetakan dilepas setelah 1x24 jam Melakukan proses curing (perendaman dengan air)

Melakukan uji kuat tekan pada umur 3, 7 dan 28 hari

Stop

17

KONDISI OPERASI DAN VARIABEL

Kondisi Operasi • Suhu : kamar (30 C) • Tekanan : atmosferik • Kehalusan semen : 290 m2_/kg • Kadar gypsum : 4 % Variabel • Kadar slag : 0%; 6%; 12%; 18%; 24%; 30%; 36%

(10)

10

17

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

(11)

11 Pengaruh Aditif Fly Ash Terhadap Kuat

Tekan

100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 6 12 18 24 30 36 Kuat tekan (kgf/cm2) Fly A sh (% )

Hari ke-3 Hari ke-7 Hari ke-28 SNI hari ke-3 SNI hari ke-7 SNI hari ke-28

Pengaruh Aditif Slag Terhadap Kuat Tekan

100 150 200 250 300 350 400 450 0 6 12 18 24 30 36 Slag (%) K u a t te k a n ( k g f/ cm 2 )

(12)

12 Komposisi Bahan Aditif dan Pengaruhnya



Silika Berasal dari Slag dan Fly as

h



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

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

Komposisi Semen Komposit Fly Ash

Penam

bahan Fly A

sh SiO2 A

l2O3 Fe2O3 CaO M

gO K

2O Na2O SO3 SUM

0%

20.58 8.88 4.57 61.78 1.93

-

2.28 100.02

6%

20.93 9.33 4.97 59.7 1.74

-

2.3 98.97

12%

22.26 9.78 5.37 57.62 2.02

-

2.38 99.43

18%

22.87 10.23 5.77 55.54 2.17

-

2.43 99.01

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 99.38

36%

25.47 13.01 6.73 48.58 2.55

-

2.49 98.83

(13)

13

Komposisi Semen Komposit Slag

Slag (%

) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO M

gO 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

Pengaruh Kehalusan Semen Terhadap

Kuat Tekan

Variabel

Prosentase Semen yang Berhasil

Lolos Ayakan 325 mesh

6% - 12% Fly Ash

6% - 12% Slag

87,7 %

81,6 %

(14)

14

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

200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 3 7 28 hari K u a t te k a n (K g f/ cm 2 )

OPC 6% Fly Ash 12% Fly Ash 18% Fly Ash 24% Fly Ash 30% Fly Ash 36% Fly Ash

(15)

15

Pengaruh Umur Curing Terhadap Kuat

Tekan

160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 3 7 28 hari K u a t te k a n (K g f/ cm 2 )

OPC 6% slag 12% slag 18% slag 24% slag 30% slag 36% slag

Semen Komposit Kombinasi

Slag-Fly Ash 6% dari total semen

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 30% FA + 70% S 50% FA + 50% S 70% FA + 30% S

Komposisi Fly Ash dan Slag

K ua t t ek an (k gf /c m 2)

(16)

16

Semen Komposit Kombinasi

Slag-Fly Ash 12% dari total semen

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 30% FA + 70% S 50% FA + 50% S 70% FA + 30% S

Komposisi Fly Ash dan Slag

K ua t t ek an (k gf /c m 2)

Pengaruh Penambahan Aditif

Terhadap Emisi Pabrik Semen

450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 0 6 12 18 24 30 36 Penambahan Aditif (%) k g C O 2 /t o n k li n k e r

(17)

17

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%

3. Demikian pula pada slag

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%.

(18)