BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Batubara
Batubara adalah batuan yang berasal dari tumbuhan yang mati dan tertimbun endapan lumpur, pasir dan lempung selama berjuta-juta tahun lamanya. Adanya tekanan lapisan tanah bersuhu tinggi serta terjadinya gerak tektonik mengakibatkan terjadinya pembakaran atau oksidasi yang mengubah zat kayu pada bangkai tumbuh-tumbuhan menjadi batuan yang mudah terbakar yang bernama batubara.
2.1.1 Penambangan batubara
Di Indonesia terdapat tambang besar batubara seperti tambang umbilin di sawahlunto sumatera barat dan tambang bukit asam di sumatra selatan. Beberapa macam / jenis metoda penambangan batubara :
A. Penambangan terbuka
Melakukan kegiatan menambang batubara tanpa melakukan penggalian berat karena karena letak batubara yang dekat dengan permukaan bumi.
B. Penambangan dalam
Untuk menambang batubara dengan teknik tersebut harus dibuat terowongan yang tegak hingga mencapai lapisan batubara. Selanjutnya dibuat
terowongan datar untuk melakukan penambangan.
C. Penambangan Jauh
Pertambangan ini dilakukan ketika area batubara berada di bawah bukit di mana dibuat terowongan miring hingga mencapai lapisan batu bara.
D. Penambangan Di Atas Permukaan
Jenis kegiatan menambang batubara ini dilakukan jika batubara yang diincar berada pada perut bukit, yang di mana perlu terowongan datar untuk dapat mulai menambang batubara tersebut.
2.1.2 Komposisi Kimia Abu Batubara
Batubara sebagai bahan bakar banyak digunakan di PLTU. Kecenderungan dewasa ini akibat naiknya harga minyak diesel industri, maka banyak perusahaan yang beralih menggunakan batubara sebagai bahan bakar dalam menghasilkan steam (uap). Sisa hasil pembakaran dengan batubara menghasilkan abu ringan dan berat (5-10%). Persentase abu (ringan dan berat) yang dihasilkan adalah abu ringan (80-90%) dan abu berat (10-20% ).
Umumnya komposisi kimia abu batubara ringan dapat ditunjukkan seperti di bawah ini : a. SiO2 (Silika) b. Al2O3 (Alumina) c. Fe2O3 (Besi) d. CaO (Kapur) e. MgO (Magnesium)
Berdasarkan jenis batu bara yang digunakan bahan bakar, abu batubara dibagi dalam 2 kelas (ASTM C 618 – 94a (dalam Husin, 1998)), yakni :
1. Kelas F, yakni abu terbang yang dihasilkan dari pembakaran batu bara jenis anthrasit atau bituminous.
2. Kelas C, yakni abu terbang yang dihasilkan dari pembakaran batu bara jenis lignit atau sub bituminous.
Adapun susunan kimia dan sifat fisik abu batubara menurut ASTM C 618 – 91 (dalam Husin,1998), ditunjukkkan pada Tabel 1.
Tabel 2.1 Susunan Kimia dan Sifat Fisik Abu Batubara
Uraian Kelas F (%) Kelas C (%)
A. Susunan Kimia
1. Silikon dioksida, min 2. Silikon dioksida +
Aluminium oksida + Besi oksida min
3. Sulfur Trioksida, maks 4. Kadar Air, maks 5. Hilang Pijar, maks 6. Na2O, maks B. Sifat Fisik
1. Kehalusan sisa diatas ayakan 45 um, maks 2. Indeks keaktifan pozolon
dengan PC I, pada umur 28 hari, min 3. Air, maks 4. Pengembangan dengan Autoclave, maks 54,90 70,00 5,0 3,0 6,0 1,5 34,0 75,0 105,0 0,8 39,90 50,00 5,0 3,0 6,0 1,5 34,0 75,0 105,0 0,8
2.1.3 Klasifikasi Abu Batubara
Menurut ASTM C6618-96 ada tiga klasifikasi abu batubara yaitu : a. Kelas N
Buangan atau pozzolan alam terkalsinasi yang dipenuhi dengan kebutuhan yang memenuhi syarat yang dapat dipakai sesuai kelasnya, seperti beberapa tanah diatomaceous, opalinse chert dan serpihan-serpihan tuff dan debu-debu vulkanik atau pumicities, dan bahan-bahan lainnya yang mungkin masih belum terproses oleh kalsinasi; dan berbagai material yang memerlukan kalsinasi untuk memperoleh sifat-sifat yang memuaskan, misalnya beberapa jenis tanah liat dan serpihan-serpihan.
b. Kelas F
Abu batubara yang umumnya diproduksi dari pembakaran anthracite (batubara keras yang mengkilat) atau bitumen-bitumen batubara yang memenuhi syarat-syarat yang dapat dipakai untuk kelas ini sperti yang disyarat-syaratkan. Abu batubara jenis ini memiliki sifat Pozzolanic.
c. Kelas C
Abu batubara yang umumnya diproduksi dari lignite atau batubara subitumen yang memenuhi syarat yang dapat dipakai untuk kelas ini seperti yang disyaratkan. Abu batubara kelas ini, selain memiliki sifat pozzolan juga memiliki beberapa sifat yang lebih menyerupai semen. Untuk beberapa abu batubara kelas C bias mengandung kapur lebih tinggi dari 10 %.
Menurut SK SNI S- 15- 1990- F p- 1, yang dimaksud dengan :
a. Abu batubara kelas N adalah hasil kalsinasi dari pozzolan alam seperti tanah diatonice, shole (serpih), tuff, dan batu apung yang beberapa jenis dari bahan tersebut ada yang tidak mengalami kalsinasi.
b. Abu batubara kelas F adalah abu yang dihasilkan dari pembakaran batubara jenis anthrasite pada suhu 1560 oC, abu batubara ini memiliki sifat pozzolan.
c. Abu batubara kelas C adalah abu yang dihasilkan dari pembakaran lignite atau batubara dengan kadar karbon ± 60% (Sub bituminous); abu ini mempunyai sifat pozzolan dan sifat menyerupai semen dengan kadar kapur diatas 10 %.
Penelitian ini hanya terbatas menggunakan abu batubara tipe C karena sudah terbukti memiliki kekuatan tekan yang lebih baik pada mortar geopolymer dibanding kedua tipe lainnya (Kosnatha dan Prasetio, 2007)
Abu batubara tipe C memiliki kandungan CaO diatas 10% dan dihasilkan dari pembakaran batubara dengan kadar karbon ±60%, selain itu kadar kandungan (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 50%, dan abu batubara jenis ini mempunyai sifat pozzolanic dan hidrolis.
2.2 Mortar
Mortar merupakan salah satu bahan bangunan yang banyak digunakan dalam bidang konstruksi. Mortar sangat diperlukan pada masa sekarang dan masa yang akan datang. Dewasa ini mortar sudah banyak dikembangkan dalam bentuk paving block, tegel, buis beton dan lain lain. untuk itu dengan perkembangan teknologi beton sekarang ini khususnya mortar memnjadi lebih efektif dan efisien dengan membuat struktur mortar yang baik.
Mortar adalah bahan bangunan berbahan dasar semen yang digunakan sebagai perekat untuk membuat struktur bangunan. Yang membedakan mortar dengan semen, mortar adalah semen siap pakai yang komponen pembentuknya umumnya adalah semen itu sendiri, filler, dan berbagai jenis additif yang sesuai. dalam proses penggunaan semen, biasanya kita melihat semen dicampur dengan pasir ayak, kapur (lime), bata merah halus (opsional), dan air. Pencampuran ini tentunya selalu tidak pernah seragam.Yang membedakan mortar dengan beton adalah, bila agregat hanya terdiri dari agregat halus saja, disebut mortar semen atau mortar saja, dan bila mengandung agregat yang kasar, maka disebut beton.
Kekuatan beton ditaksir dengan mengukur kekuatan hancur dari kubus atau silinder uji yang dibuat dari adukan. Benda uji ini biasanya dirawat, dan diuji setelah 28 hari menurut prosedur standard. Beton dengan kekuatan yang diberikan diidentifikasikan dengan ‘mutu’nya – suatu beton mutu 25 mempunyai kekuatan hancur karakteristik sebesar 25 N/mm2.
Kekuatan tarik beton besarnya hanya kira-kira 10 % dari kekuatan tekan. Oleh karena itu hampir semua konstruksi beton bertulang direncanakan dengan anggapan bahwa beton sama sekali tidak memikul gaya tarik. (W.H Mosley, 1984)
Faktor-faktor yang membuat beton sebagai material bangunan yang umum tampak nyata sekali, sehingga beton telah dipakai , dengan cara dan jenis yang lebih primitif dari pada keadaan sekarang ini. Salah satu dari factor tersebut ialah kemudahan pengolahannya, yaitu dalam keadaan plastis, beton dapat diendapkan dan
diisi ke dalam cetakan atau bekisting yang hampir mempunyai semua bentuk yang praktis. Daya tahannya yang tinggi terhadap api dan cuaca merupakan bukti dari kelebihannya. (George Winter, 1993)
Mortar untuk sambungan digunakan untuk menyambung bata, batu dan blok beton. Perbandingan semen dan pasir adalah 1 : 2 atau 1 : 3 dan banyaknya kapur mati ekuivalen dengan 20% dari semen yang ditambahkan. Mortar tembok yang digunakan dalam berbagai perbandingan campuran untuk memenuhi keperluan pekerjaan. Pekerjaan dengan mortar tembok berlangsung menurut urutan : Pelapisan dasar, penghalusan, pelapisan kedua dan penyelesaian. (Tata Surdia, 2005)
Menurut sifatnya plesteran dibedakan menjadi 3 macam yaitu : 1. Plesteran kasar,
Digunakan untuk melapisi permukaan batu bata atau pasangan batu belah yang tidak terlihat dari luar, misalnya tembok yang di atas rangka plafon.
2. Plesteran setengan halus atau setengah kasar.
Digunakan untuk permukaan lantai gudang, lantai lapangan olah raga, lantai teras, lantai kamar mandi dan sebagainya.
3. Plesteran halus,
Digunakan sebagai pelapis tembok-tembok rumah, dalam hal ini langsung berhubungan dengan keindahan pandangan. (Daryanto, 1994)
2.2.1 Jenis-jenis mortar
Maksud dari penelitian mortar adalah sebagai acuan untuk melakukan penenelitian kekuatan mortar dengan abu batubara dalam pembuatan mortar.
Di Indonesia telah diperkenalkan beberapa jenis mortar, yaitu antara lain : 1. Tile Adhesive (Perekat Keramik)
Ada vertikal (dinding) dan horizontal (lantai), dan juga ada perekat keramik baru diatas keramik lama (tanpa membongkar keramik lama)
2. Tile Grout
Sebagai pengisi nat (celah) antar keramik 3. Thin Bed
Untuk perekat AAC (Autoclaved Aerated Concrete) alias bata ringan 4. Skim Coat
Untuk pelapis dinding baru
Penggunaan mortar tentunya akan berakibat membuat biaya bahan bangunan menjadi bengkak, tetapi karena penggunaannya yang relatif sangat mudah, maka waktu yang diperlukan juga akan berkurang drastis sehingga ongkos tukang akan berkurang. Untuk jangka panjangnya, penggunaan mortar ini juga akan bisa menghindarkan problem yang mungkin terjadi jika dibandingkan dengan penggunaan campuran semen biasa (misal seperti disebut diatas, dinding retak dan lantai terangkat).
Perlu diketahui juga, untuk bangunan-bangunan tinggi (high rise) dan juga ruko-ruko terbaru, umumnya sekarang mereka sudah menggunakan mortar dan AAC untuk bahan baku pembuatan dinding, dan juga merekatkan keramik (vertikal dan horisontal) dengan mortar, sedangkan untuk struktur menggunakan beton ready mix. Ini bertujuan untuk menjaga konsistensi bahan baku yang digunakan dan juga efisiensi tenaga kerja, sehingga diharapkan bisa memperpanjang usia bangunan dengan menghindari problem-problem yang mungkin terjadi di kemudian hari.
Untuk menghitung efisiensi pemakaian mortar, kita bisa bandingkan pada aplikasi pembuatan tembok. Bisa kita lihat bahwa kalau tukang kita menggunakan bata merah sebagai bahan baku tembok, maka campuran semen yang dia buat akan relatif banyak karena bata merah berdimensi kecil, sehingga untuk merekatkan satu sama lain, dibutuhkan waktu yang tidak sedikit dan material campuran semen yang banyak.
Karena mortar sangat beragam jenisnya (dari jenis diatas, bisa dibagi lagi menjadi beberapa sub-jenis, misal tile grout wide, narrow, dll), maka pembahasannya hanya pada beberapa bahan baku penting saja, yaitu antara lain :
a. Semen
Umumnya yang dipakai jenis Portland. b. Sand / Pasir
Umumnya dengan kehalusan seragam, antara 0.1-0.4 mm c. Calcium Carbonate
Adalah jenis filler khusus berwarna putih dengan kehalusan seragam. Harap diperhatikan jika menggunakan filler ini karena memiliki oil absorption tinggi, sehingga pemakaian filler ini dapat "mengentalkan" campuran yang dibuat.
d. Lime / Kapur
Dipakai pada beberapa jenis mortar khusus e. Asam Tartaric
Dipakai pada beberapa jenis mortar khusus f. Additif Air Release
Untuk menghilangkan adanya udara yang terperangkap di dalam mortar saat diaplikasi. Dipakai pada beberapa jenis mortar khusus.
g. Additif Anti Foam
Untuk menghilangkan foam / busa pada saat mortar dicampur air dan diaplikasi. Dipakai pada beberapa jenis mortar khusus.
h. Beberapa jenis binder lain
Untuk meningkatkan sifat flexible dan/atau memperkuat ketahanan tekanan, umumnya untuk aplikasi horizontal tile yang berat seperti granit / marmer.
Pemilihan tipe beton sering kali di tentukan oleh kekuatan yang diperlukan,di mana berturut-turut tergantung kepada intensitas pembebanan dan bentuk serta ukuran dari bagian konstruksi.
Menguji karakteristik mortar meliputi pengujian kuat tekan sesuai dengan metode ASTM C109-93, pada mortar umur 7, 14, 21, dan 28 hari dan pengujian permeabilitas sesuai standar DIN 1045 pada mortar umur 28 hari (dengan mortar yang memiliki kuat tekan yang terbaik untuk masing-masing substitusi). Kuat tekan adalah besarnya beban yang dapat ditahan oleh mortar per satu satuan luas. Pengujian kuat tekan yang digunakan adalah standar ASTM C 109 – 193.
Berdasarkan Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI, 1989), besarnya kuat tekan beton dapat dihitung dengan rumus :
dengan: F = kuat tekan beton (kg/m2)
P = beban tekan maksimum (N) A = luas permukaan benda uji (m2)
2.3 Semen
Semen dipercaya pertama kali ditemukan dizaman Kerajaan Romawi, tepatnya di Pozzuoli, dekat teluk Napoli, Italia. Bubuk itu lantas dinamai pozzuolana. Sedangkan kata semen sendiri berasal dari caementum (bahasa Latin), yang artinya kira-kira "memotong menjadi bagian-bagian kecil tak beraturan". Namun “resep” dari campuran ini akhirnya hilang ditelan jaman siring hancurnya Romawi. Baru pada abad ke-18, John Smeaton - insinyur asal Inggris menemukan kembali ramuan kuno berkhasiat luar biasa ini. Dia membuat adonan dengan memanfaatkan campuran batu kapur dan tanah liat saat membangun menara suar Eddystone di lepas pantai Cornwall, Inggris.Ironisnya, bukan Smeaton yang akhirnya mematenkan proses pembuatan cikal bakal semen ini. Adalah Joseph Aspdin, juga insinyur berkebangsaan Inggris, pada 1824 mengurus hak paten ramuan yang kemudiandisebutsemenportland.Dinamaibegitu karena warna hasil akhir olahannya mirip tanah liat Pulau Portland, Inggris. Hasil rekayasa Aspdin inilah yang sekarang banyak dipajang ditoko-toko bangunan. (Wikipedia, 2010)
Semen adalah bahan anorganik yang mengeras pada pencampuran dengan air atau larutan garam. Contoh khas adalah semen Portland. Material semen adalah material yang mempunyai sifat adhesive dan kohesif yang diperlukan untuk mengikat agregat-agregat menjadi suatu massa yang padat yang mempunyai kekuatan yang cukup. Kategori terpenting hasil teknologi material ini, mencakup tidak hanya bahan
semen yang seperti kita kenal, tetapi juga bahan kapur, aspal dan minyak ter seperti yang digunakan dalam pembuatan jalan, dan lain-lainnya. Untuk membuat struktur beton, terutama sekali dipakai bahan yang disebut sebagai semen hidrolis. Dari berbagai jenis semen hidrolis yang telah dikembangkan, Semen Portland yang untuk pertama kalinya dipatenkan di Inggris pada tahun 1824. Merupakan semen yang paling banyak dipakai. (George Winter, 1993)
Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi pasta semen. Jika ditarnbah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar yang jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (concrete). Semen yang digunakan untuk pekerjaan beton harus disesuaikan dengan rencana kekuatan dan spesifikasi teknik yang diberikan.
Semen juga merupakan bahan campuran yang secara kimiawi aktif setelah berhubungan dengan air. Agregat tidak memainkan peranan yang penting dalam reaksi kimia tersebut, tetapi berfungsi sebagai bahan pengisi mineral yang dapat mencegah perubahan-perubahan volume beton setelah pengadukan selesai dan memperbaiki keawetan beton yang dihasilkan.
Faktor yang berpengaruh dalam pembuatan mortar adalah air semen (fas). Semakin banyak jumlah air yang digunakan dalam mortar maka akan memperkecil persentase persentase diameter rata-rata uji sebar mortar. Sebaliknya semakin sedikit air yang digunakan dalam mortar maka besarnya persentase diameter rata-rata uji sebar akan semakin besar (karena tidak terjadi ikatan yang sempurna karena jumlah air yang terlalu sedikit). Nilai faktor air semen juga berpengaruh terhadap kecelakaan dan workability mortar. Nilai faktor air semen yang cukup maka akan mempermudah pengerjaan mortar, memiliki kecelakaan yang baik dan didapatkan nilai uji sebar yang memenuhi syarat.
2.3.1 Komposisi Kimia Semen Portland
Untuk mendapatkan kekuatan yang baik, sifat dan karakteristik dari masing-masing bahan penyusun tersebut perlu dipelajari. Persentasi dari oksida – oksida yang terkandung didalam semen Portland adalah sebagai berikut :
1) Kapur ( CaO) : 60 – 66 % 2) Silika (SiO2) : 16 – 25 % 3) Alumina (Al2O3) : 3 – 8 % 4) Besi (Fe2O3) : 1 - 5 %. 5) Magnesium (MgO) : 0,78 %
Abu batubara apabila digabungkan dengan semen diharapkan dalam jangka waktu yang lebih lama akan menghasilkan kuat tekan mortar yang lebih tinggi dibandingkan mortar normal. Penambahan kuat tekan mortar disebabkan karena abu batubara mempunyai butiran yang lebih halus daripada semen portland, yang mempunyai sifat hidrolik seperti pozzolon. Dengan sifat pozzolon, maka dapat
mengubah kapur bebas
[
Ca(OH)2]
sebagai mortar udara menjadi mortar hidrolik.PROSES HIDRASI
PC + Air (H2O) Calsium Silicate Hydrate (CHS)
CaO + H2O = Ca (OH)2
Mortar Udara Air (H2O) masuk
PROSES HIDRASI
PC + Abu batubara + Air (H2O) Calsium Silicate Hydarte (CHS)
Ca (OH)2 + Abu Batubara (Mortar Hidrolik) (H2O tidak dapat masuk lagi)
Gambar 1. Proses Reaksi Semen dengan Abu batubara
Dari Gambar 1. dapat dijelaskan bahwa pada saat proses hidrasi semen akan dilepas kapur bebas, dimana kapur bebas tersebut akan terikat oleh silikat dan aluminat aktif yang terkandung didalam abu batubara dan menambah pembentukan silicat gel, yang berubah menjadi Calsium silicat hidrat (CSH) yang akan memasuki pori – pori yang terbentuk, sebagai akibat di bebaskannya Ca(OH)2 pada beton normal.
Namun karena abu batubara merupakan pozzolan, dimana bahan yang mengandung pozzolan bila dipakai sebagai pengganti semen portland yang umumnya berkisar antara 20 – 35% dari berat semen, laju kenaikan kekuatannya lebih lambat dari pada beton normal. Pada umur 28 hari kekuatan tekan lebih rendah daripada beton normal, namun sesudah umur 90 hari kekuatannya dapat sedikit lebih tinggi.
2.3.2 Pengelompokan dan Jenis-jenis Semen Portland
Semen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran dan susunan yang berbeda-beda. Semen dapat dibedakan menjadi 2 kelompok, yaitu:
a. semen non-hidrolik semen non-hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras dalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen non-hidrolik adalah kapur.
b. Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras dalam air. Contoh semen hidrolik adalah semen pozollan, semen terak, semen alam, semen protland, semen portland-pozollan, dll.
Beberapa jenis dari semen portland dibuat dengan mengadakan variasi baik dalam perbandingan unsur-unsur utamanya maupun dalam derajat kehalusannya. Senyawa -senyawa tersebut diatas saling bereaksi di dalam tungku dan membentuk senyawa - senyawa kompleks dan biasanya masih terdapat kapur sisa karena tidak cukup bereaksi sampai keseimbangan reaksi tercapai. Pada waktu pendinginan terjadi proses pengkristalan dan yang tidak terkristal berbentuk amorf.
Tabel 2.2 Jenis-jenis semen menurut No.SNI
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
Tabel 2.3 Klasifikasi semen Portland utama. (Tata Surdia, 2005)
Semen (Jenis) Sifat-sifat Penggunaan utama
Semen penggunaan umum (Jenis I)
MgO, SO3, Hilang pada pembakaran.
Kehalusan, pengesetan dan kekuatan secara berturut-turut juga di tentukan. Secara umum mempunyai sifat umum dari semen.
Digunakan secara luas sebagai semen umum untuk teknik sipil dan konstruksi arsitktur.
Semen pengeras pada panas sedang (Jenis II)
Ditentukan untuk mempunyai C3S kurang dari
50% dan C3A kurang dari 8%. Kalor hidrasi 70
kal/g atau kurang (7 hari) dan 80 kal/g atau kurang (28 hari) pada kondisi sedang. Peningkatan dari kekuatan jangka panjang diinginkan.
Secara umum dipakai untuk beton massif yang besar. Pekerjaan dasar untuk bendungan, jembatan besar, bangunan-bangunan besar. Semen
berkekuatan tinggi awal (Jenis III)
Mengandung C3S maksimum dan gypsum
secukupnya untuk pengendalian pensetan. Kekuatan awal (1 hari, 3 hari) diintensifkan, ditentukan untuk mempunyai kekuatan di atas 40 kg/cm2 selama penekanan 1 hari dan diatas 90 kg/cm2 selama penekanan 3 hari.
Menggantikan semen penggunaaan umum untuk pekerjaan yang mendesak. Cocok untuk pekerjaan dimusim dingin. Untuk konstruksi bangunan, pekerjaan pembuatan jalan dan produk semen.
Semen panas rendah (Jenis IV)
Kalor hidrasi lebih rendah 10 kal/g daripada semen pengeras pada panas sedang, ditentukan dibawah 60 kal/g (7 hari) dan dibawah 70 kal/g (28 hari) (ASTM). Memberikan kalor hidrasi minimum seperti semen untuk pekerjaan bendungan.
Sama dengan semen jenis II.
Semen tahan sulfat (Jenis V)
Ditentukan untuk mempunyai C3S dibawah 50%
dan C3A 5% (ASTM). Diusahakan agar kadar
C3A minimum untuk memperbesar ketahanan
terhadap sulfat.
Dipakai untuk pekerjaan beton dalam tanah yang mengandung banyak sulfat dan yang berhubungan dengan air tanah.
Adapun komponen – komponen tersebut berbentuk sebagai berikut : 1) Trikalsium Silikat CaOSiO2 (C3S)
2) Dikalsium Silikat CaOSiO2 (C2S) 3) Trikalsiun Aluminat CaOAi203 (C3A)
4) Tetra Kalsium Alumino Ferit CaOA203Fe203 (C4AF) Air .( Joko Prakoso, 2006)
2.3.3 Bahan Baku Pembuatan Semen Portland
Bahan baku dalam pembuatan semen Portland antara lain : 1. Batu kapur
a) Batu kapur merupakan Komponen yang banyak mengandung CaCO3 dengan sedikit tanah liat, Magnesium Karbonat, Alumina Silikat dan senyawa oksida lainnya.
b) Senyawa besi dan organik menyebabkan batu kapur berwarna abu-abu hingga kuning.
2. Tanah liat
a) Komponen utama pembentuk tanah liat adalah senyawa Alumina Silikat Hidrat
b) Klasifikasi Senyawa alumina silikat berdasarkan kelompok mineral yang dikandungnya :
i. Kelompok Montmorilonite
Meliputi : Monmorilosite, beidelite, saponite, dan Nitronite
ii. Kelompok Kaolin
Meliputi : kaolinite, dicnite, nacrite, dan halaysite iii. Kelompok tanah liat beralkali
3. Pasir Besi dan Pasir Silikat
a) Bahan ini merupakan Bahan koreksi pada campuran tepung baku (Raw Mix).
b) Digunakan sebagai pelengkap komponen kimia esensial yang diperlukan untuk pembuatan semen.
c) Pasir Silika digunakan untuk meneikkan kandungan SiO2.
d) Pasir Besi digunakan untuk menaikkan kandungan Fe2O3 dalam Raw Mix.
4. Gypsum ( CaSO4. 2 H2O )
a) Berfungsi sebagai retarder atau memperlambat proses pengerasan dari semen.
b) Hilangnya kristal air pada gipsum menyebabkan hilangnya atau berkurangnya sifat gipsum sebagai retarder.
Semen dapat dibuat dengan 2 cara: a) Proses Basah b) Proses Kering
Perbedaannya hanya terletak pada proses penggilingan dan homogenisa.
2.4 Pasir
Pasir adalah contoh bahan material butiran. Butiran pasir umumnya berukuran antara 0,0625 sampai 2 milimeter. Materi pembentuk pasir adalah silikon dioksida, tetapi di beberapa pantai tropis dan subtropis umumnya dibentuk dari batu kapur.
Pasir yang digunakan dalam adukan beton harus memenuhi syarat sebagai berikut: 1. Pasir harus terdiri dari butir-butir keras dan kasar, jika digosok tidak menjadi
halus, Hal ini dikarenakan dengan adanya bentuk pasir yang tajam, maka kaitan antar agregat akan lebih baik, sedangkan sifat keras untuk menghasilkan beton yang keras pula.
2. Butirnya harus bersifat kekal. Sifat kekal ini berarti pasir tidak mudah hancur oleh pengaruh cuaca, sehingga beton yang dihasilkan juga tahan terhadap pengaruh cuaca.
3. Pasir tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 4% dari berat kering pasir, lumpur yang ada akan menghalangi ikatan antara pasir dan pasta semen, jika konsentrasi lumpur tinggi maka beton yang dihasilkan akan berkualitas rendah. Bila terdapat lumpur terlalu banyak, maka pasir tersebut harus diuji terlebih dahulu.
4. Pasir tidak boleh mengandung bahan organik terlalu banyak. (Ir. Sutami, 1971)
Pasir juga harus berupa bahan yang tahan lama, seperti kwarsa, batu kapur belah, atau basalt yang mempunyai kekuatan yang lebih tinggi daripada beton. Bila tidak, bahan dapat patah pada agregat meski campuran semennya sempurna. Peraturan beton juga mencantumkan mutu agregat, sebagai contoh : ASTM – C88. (Lawrence H, 1985)
2.5 Air
Beton / mortar menjadi keras karena adanya reaksi antara semen dan air. Oleh karena itu air yang dipakai untuk mencampur kadang mengubah sifat semen. maka perlu diperiksa terlebih dahulu apakah air itu cocok untuk dipakai sebagai campuran beton atau tidak.
Air juga digunakan untuk pelumas antara butiran dalam agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Air dalam campuran beton menyebabkan terjadinya proses hidrasi dengan semen. Jumlah air yang berlebihan akan menurunkan kekuatan beton. Namun air yang terlalu sedikit akan menyebabkan proses hidrasi yang tidak merata.
Dalam pembuatan beton, air merupakan salah satu faktor penting, karena air dapat bereaksi dengan semen, yang akan menjadi pasta pengikat agregat. Air juga
berpengaruh terhadap kuat desak beton, karena kelebihan air akan menyebabkan penurunan pada kekuatan beton itu sendiri. Selain itu kelebihan air akan mengakibatkan beton menjadi bleeding, yaitu air bersama-sama semen akan bergerak ke atas permukaan adukan beton segar yang baru saja dituang. Hal ini akan menyebabkan kurangnya lekatan antara lapis-lapis beton dan merupakan yang lemah.
Air pada campuran beton akan berpengaruh terhadap : 1. Sifat workability adukan beton.
2. Besar kecilnya nilai susut beton
3. Kelansungan reaksi dengan semen portland, sehingga dihasilkan dan kekuatan selang beberapa waktu.
4. Perawatan keras adukan beton guna menjamin pengerasan yang baik.
Air untuk pembuatan beton minimal memenuhi syarat sebagai air minum yaitu tawar, tidak berbau, bila dihembuskan dengan udara tidak keruh dan lain-lain, tetapi tidak berarti air yang digunakan untuk pembuatan beton harus memenuhi syarat sebagai air minum.
Penggunaan air untuk beton sebaiknya air memenuhi persyaratan sebagai berikut ini : 1. Tidak mengandung garam atau asam yang dapat merusak beton, zat organik
dan sebaginya lebih dari 15 gram per liter.
2. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 1 gram per liter. 3. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram per liter
4. Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton, kecuali ketentuan berikut terpenuhi :
a) Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran beton yang menggunakan air dari sumber yang sama b) Hasil pengujian pada umur 7 dan 12 hari pada kubus uji mortar
yang dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminumus mempunyai kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji yang dibuat dengan air yang dapat diminum. Perbandingan uji kuat tekan tersebut harus dilakukan pada adukan serupa, terkecuali pada air pencampur, yang dibuat dan diuji sesuai
dengan “Metode uji kuat tekan untuk mortar semen hidrolis (menggunakan specimen kubus dengan ukuran sisi 50 mm)”
(Kardiyono Tjokrodimulyo, 1998)
Tabel 2.4 Batas dan izin untuk campuran beton (bahan dan praktek beton,1999)
Batas yang diizinkan
PH 4,5 – 8,5
Bahan Padat 2.000 ppm
Bahan Terlarut 2.000 ppm
Bahan Organik 2.000 ppm
Minyak 2 % berat semen
Sulfat (SO3) 10.000 ppm
Chlor (Cl) 10.000 ppm
Sumber : http://www.tekmira.esdm.go.id/aset/pozolan/index/asp
Gambar 2. Grafik perbandingan kuat tekan semen dengan standard SII terhadap umur perendaman
