semen dan ash

7/23/2019 Semen Dan Ash

http://slidepdf.com/reader/full/semen-dan-ash 1/39

Fly Ash dalam Semen

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Kemajuan zaman yang sangat pesat menuntut adanya kemajuan dalam bidang Ilmu

Pengetahuan dan Teknologi sebagai faktor penggerak utama, khususnya dalam memasuki pasar

global. Salah satu contoh perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi adalah dengan adanya

pembangunan.

Salah satu contoh kebutuhan manusia sebagai dampak perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi adalah diantaranya mengenai semen. Manusia membutuhkan bangunan yang

memiliki kekuatan menahan tekanan dan dapat dibuat sesuai selera baik sebagai tempat untuk

beristirahat maupun untuk beraktifitas lainnya. ntuk memenuhi kebutuhan ini maka diperlukan

bahan perekat, dalam hal ini semen.

Semen merupakan suatu perekat anorganik yang dapat merekatkan bahan!bahan padat

menjadi satu kesatuan massa yang kokoh dan dapat membentuk suatu bangunan dengan berbagai

macam model. Kemampuan semen sebagai perekat ini merupakan contoh konkrit perkembangan

ilmu pengetahuan dan tekhnologi yang dengan perlakuan tertentu bahan!bahan dari alam " tanah

liat dan batu serta bahan!bahan pembantu lainnya # dicampur dengan komposisi tertentu

sehingga membentuk semen.



Seiring dengan bertumbuhkembangnya industri semen yang dipacu oleh pertumbuhan

pembangunan maka semakin banyak pula industri semen yang ada di dunia. Tak dapat dihindari

pertumbuhan industri semen ini akan berdampak bagi lingkungan, khususnya mengenai limbah!

limbah industri yang akhir!akhir ini mendapatkan perhatian pemerintah. $leh karena itu

pemerintah berusaha mengembangkan industri yang ramah lingkungan dan mengembangkan

penelitian dalam penggunaan dan peningkatan daya guna limbah industri serta pemanfaatan

sumber daya alam sebaik mungkin.

Masalah yang ditimbulkan dari adanya industri semen bukan hanya dari emisi karbon

dioksida yang dihasilkan dari berbagai proses, juga sumber daya alam yang terbatas. %lam tidak

selamanya dapat menyediakan bahan baku yang dibutuhkan. ntuk itu penggunaan sumber daya

alam harus seefektif mungkin.

&emi mengurangi emisi '$( dari pabrik semen, yaitu melalui produksi semen jenis baru

yaitu blended hydraulic cement jenis Portland 'omposite 'ement P'' "semen portland

komposit#. Semen komposit mulai diluncurkan tahun ())*, sejalan dengan mulai

dilaksanakannya proyek '&M "'lean &e+elopment Mechanism Mekanisme Pembangunan

-ersih# PT. Semen Tonasa "Persero# yang disebut sebagai Proyek -lended 'ement, dalam rangka

partisipasinya sebagai arga dunia untuk menurunkan pemanasan global.

Sumber daya alam yang digunakan dalam proses pembuatan semen merupakan sumber

daya alam yang tak dapat diperbaharui. Sebagai perusahaan yang bijak, penggunaan sumber daya

ini harus secara efisien tanpa mengurangi kualitas dari hasil produksi yang dihasilkan. ntuk itu

pemilihan sumber daya yang tepat dinilai penting untuk produkti+itas perusahaan. Tetapi tidak

selamanya alam memberikan sumber daya dengan komposisi sesuai keinginan.



1.2. Identiikasi Masalah

-atubara merupakan salah satu bahan bakar yang digunakan dalam proses pembuatan

klinker "bahan campuran pembentuk semen# dalam kiln. ntuk memenuhi komposisi klinker

sesuai yang ditargetkan diperlukan pengaturan komposisi kiln feed.

Kandungan ash yang merupakan sisa pembakaran batubara dalam kiln yang bersifat

pozzolan dapat mempengaruhi kualitas klinker yang dihasilkan. &engan menggunakan

komposisi yang tepat antara batubara dan kiln feed dapat menghasilkan klinker yang berkualitas.

ntuk itu pemilihan batu bara yang tepat dan pengaturan komposisi kiln feed dapat menjaga

target kualitas dari klinker.

1.!. Batasan Masalah

&ata ash batubara yang digunakan sebagai bahan analisa terdiri dari /( +ariabel dengan

kandungan yang berbeda. Metode yang digunakan sebagai bahan analisa hanya terbatas pada penetapan batubara.

BAB III

LANDASAN "E#$I

!.1. "E#$I SEMEN

!.1.1. Se%arah Semen dan Perkem&angan Semen

Kata 0semen1 berasal dari bahasa latin 'aementum yang artinya perekat. Semen sudah dikenal

sejak zaman dahulu kala yang dibuat dari kalsinasi kapur yang tidak murni oleh bangsa Mesir

untuk konstruksi pyramid. $rang 2unani dan 3omai menggunakan slug +ulkanik yang berasaldari gunung merapi yang letaknya dekat 4onselly disekitar gunung 4isi+ius yang dicampur kapur

gamping "5uicklime# dan gipsum sebagai semen, dan diberi nama 0Pozzoluoana6 Pozzolan



'ement1.

7o 7ama Penemu Tahun Kebangsaan 8asil Temuan

/ 9ohn Smeaton /:*; Inggris 8ydraulic 'ement dan memakai

bahan tersebut untuk

membangun kembali gedung

<ddystone =ight 8ouse.

( 9oseph Parker /:>;

/?)(

Kent"Inggris#

Prancis

-utiran!butiran "septaria# dari

batu kapur yang dipakai untuk

memproduksi semen.

Memproduksi semen dari butiran

"nodule#.

@ <dgar &obbs /?/) Inggris Membuat semen dari batu kapur.

* =.9 4icat /?/A Prancis Membuat semen yang tahan air,

harus ditambahan batuan yang

mengandung alumina silika yang

mempunyai komposisi tertentu.

; 9ames frost /?(( Inggris Mulai membuat semen dari batu

kapur dan tanah liat.

: 9oseph %spidin /?(@ Inggris Membuat semen modern yang

terbuat dari batu kapur dan tanah

liat setelah melalui proses

pembakaran.? 9ames Brost /?(*

/?**

Sancombe

Pennsyla+ia

Mendirikan pabrik Semen

Portland yang pertama berdiri di

Inggris.

Mendirikan pabrik semen



&i Indonesia pabrik semen pertama yaituC Sumatera Portland Derk didirikan di Indarung,

Padang dan Sumetera -arat. Pada tahun />/) kemudian menyusul di Eresik, 9aa Timur dan

pada tahun />*: disusul dengan berdirinya pabrik Semen Tonasa, Sulaesi Selatan dan pada

tahun />;?, pabrik Semen 'ibinong dan Indocement pada tahun />:*, Semen -osoa pada

tahun />>? dan pabrik semen lainnya, sehingga saat ini di Indonesia terdapat /) pabrik semen

dengan kapasitas terpasang F (:,* juta ton pertahun.

!.1.1. Deenisi dan 'enis('enis Semen P)rtland

%. Semen dapat didefenisikan sebagai berikut *

Secara umum semen merupakan suatu bahan perekat yang dapat menyatukan benda padat

menjadi satu kesatuan yang kokoh,yang terdiri dari senyaa oksida 'alsium dengan oksida

Silika. Semen umumnya berbentuk tepung dengan arna, jenis dan type semen bermacam!

macam tergantung dari jenis bahan penyusunan serta kegunaan dalam konstruksi bangunan

9ika dalam pemakaiannya harus ditambah air, maka semen disebut semen hidrolis. Semen

adalah perekat suatu yang berbentuk halus jika ditambahkan air akan terjadi reaksi hidrasi dan

dapat mengikat bahan!bahan padat menjadi satu kesatuan massa yang kokoh.

-. %dapun jenis!jenis semen antara lain sebagai berikutC

/. Semen Portland

Menurut S7I 7o. /*!()@> tahun />>@, semen portland adalah semen hidrolis yang

dihasilkan dengan cara menggiling terak semen Portland yang terdiri atas kalsium silikat yang

bersifat hidrolis dan digiling bersama!sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih

bentuk kristal senyaa yang biasa adalah gypsum "'aS$ @.(8($# dan boleh ditambahkan bahan

tambahan lain.



Menurut S7I 7o. /*!()@> tahun />>@, semen Portland diklasifikasikan dalam * "lima#

jenis sebagai berikut C

• Tipe I "$rdinary Portland 'ement#

$rdinary Portland 'ement adalah Semen Portland yang dipakai untuk segala macam

kontruksi apabila tidak diperlukan sifat!sifat khusus, misalnya ketahanan terhadap sulfat, panas

hidrasi, dan sebagainya. $rdinary Portland 'ement mempunyai 'AS *>,AG, '(S /:G, 'A% ?G,

'@%B //,>G dan komposisi limit sebgai berikut C

"a&el !.!. +)m,)sisi limit Semen "i,e I

$ksida 'a$ Si$( %l($A Be($A Mg$ S$A

Komposisi

G -erat;(.) ().* *.* A.> *.A (.?

• Tipe II "Moderat 8eat Portland 'ement#

Moderat 8eat Portland 'ement dalah Semen Portland yang dipakai untuk segala macam

kontruksi yang memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang, biasanya

digunakan untuk daerah pelabuhan dan bangunan sekitar pantai, batasan kandungan sulfat yang

direkomendasikan "sebagai S$A# adalah ),? ),/: ppm unti ground ater,/(* ppm unit tanah.

Moderat 8eat Portland 'ement mempunyai 'A% ?G, '@%B //,>G dan komposisi limit sebagai

berikut C

"a&el !.-. +)m,)sisi limit Semen "i,e II


Komposisi

G -erat

;;.) (/.* *.* A.> * (.:

• Tipe III "8igh <arly Portland 'ement#



8igh <arly Portland 'ement dalah Semen Portland yang dipakai untuk keadaan!keadaan

darurat dan dipakai pada pengecoran untuk keadaan khusus musim dingin, juga dipakai untuk

produksi beton tekan. Semen tipe III ini mempunyai kandungan 'AS lebih tinggi dibanding

semen tipe lainnya sehingga lebih cepat mengeras dan lebih cepat mengeras dan lebih cepat

mengeluarkan kalor juga mempunyai pengembangan kekuatan aal tinggi. 8igh <arly Portland

'ement mempunyai 'AS A*G, '(S @)G, 'A% /*G, dan komposisi limit sebagai berikut C

"a&el !.. +)m,)sisi limit Semen "i,e III


Komposisi

G -erat;* () @ ).** ; @

• Tipe I4 "=o 8eat Portland 'ement#

=o 8eat Portland 'ement adalah Semen Portland yang dipakai untuk bangunan dengan

panas hidrasi rendah misalnya pada bangunan besar dan tebal, baik sekali untuk mencegah

keretakan. Semen tipe I4 ini mempunyai kandungan 'AS dan 'A% lebih rendah tetapi belite

"'(S # lebih banyak dibanding $P'. Sehingga beton yang dibuat dari semen ini mempunyai sifat

C

Panas hidrasi rendah, sehingga cocok untuk concerate construction. Kuat tekan aal

rendah, tetapi kuat tekan akhir hampir sama dengan $P' tahan terhadap sulfat. =o 8eat

Portland 'ement mempunyai 'AS A*G, '(S @)G, 'A% :G, dan komposisi limit sebagai berikut

"a&el !./. +)m,)sisi limit Semen "i,e I0


Komposisi

G -erat

;A (/ * ;.* ; (.A



• Tipe 4 "Sulfate 3esistance Portland 'ement#

Sulfate 3esistance Portland 'ement adalah Semen Portland yang mempunyai kekuatan

tinggi terhadap sulfat dan mempunyai kandungan 'A% lebih rendah dibandingkan semen tipe

lainnya. Sering digunakan untuk bangunan di daerah dengan kadar sulfat. "sebagai S$A# tinggi

yaitu ),/: /,;: ppm until ground ater,/(* /(*) ppm unit tanah. Sulfate 3esistance Portland

'ement mempunyai 'A% *G, dan komposisi limit sebagai berikut C

"a&el !.. +)m,)sisi limit Semen "i,e 0


Komposisi

G -erat;* (/ * ;.* ; (.A

• Semen Turunan dari Semen Portland

Semen 7on Portland terdiri atas C

a. Semen Portland Pozzoland

Pozzoland adalah bahan yang mengandung senyaa silica dan alumina dimana bahan

pozzoland itu sendiri tidak mempunyai sifat seperti semen, akan tetapi dalam bentuknya yang

halus dan dengan adanya air, maka senyaa!senyaa tersebut akan bereaksi membentuk kalsium

aluminat hidrat yang bersifat hidraulis

A'a$.%l($A H 8($ A'a$.%l($A. A8($

Semen Portland Pozzolan merupakan suatu bahan pengikat hidraulis yang dibuat dengan

menggiling bersama!sama terak semen Portland dan bahan yang bersifat pozzoland, atau

mencampur secara merata bibuk semen Portland dan bubuk bahan lain yang mempunyai sifat

pozzoland. -ahan pozzoland ditambahkan besarnya antara /*!@)G

&. Portland -last Burnace Slag 'ement



Portland -last Burnace Slag 'ement adalah semen yang dibuat dengan cara menggiling

campuran klinker semen Portland dengan kerak dapur tinggi "-last Burnace Slag# secara

homogen.

• Semen 7on Portland

• Semen %lam "7atural 'ement#

Semen %lam merupakan semen yang dihasilkan dari proses pembakaran batu kapur dan

tanah liat pada suhu ?*) /))) o' yang dibuat didalam tungku putar maupun gerak, kemudian

tanah yang dihasilkan digiling menjadi semen halus.

• Semen %lumina Tinggi

Semen %lumina Tinggi pada dasarnya adalah suatu semen kalsium aluminat yang dibuat

dengan melebur campuran batu gamping, bauksit, dan bauksit ini biasanya mengandung oksida

besi, silica, magnesia, dan ketakmurnian lain. 'irinya terhadap air laut dan air yang mengandung

sulfat lebih baik.

• Semen Sorel

Semen Sorel adalah semen yang dibuat melalui rekasi eksotermik larutan magnesium

klorida terhadap suatu ramuan magnesia yang didapat dari kalsinasi magnesit dan magnesia dari

larutan garam.

AMg$ H Mg'l( H // 8($ AMg$.Mg'l( .// 8($

Semen Sorel mempunyai sifat yang keras dan kuat, mudah terserang air dan sangat korosif.

Penggunaaanya terutama sebagai lantai, dan sebagai dasar pelantai dasar seperti ubin atau teras.

!.1.!. +)m,)nen Penysn Semen

A. Bahan Bak Semen



Pada prinsipnya -ahan -aku utama dalam proses pembuatan semen hanya ada ( yaitu batu

kapur dan tanah liat sebab semua senyaa senyaa utama dalam semen berasal dari kedua

bahan tersebut. -ila digunakan bahan lainnya, maka bahan tersebut hanya sebagai bahan

pengoreksi komposisi saja.

/. -atu Kapur

-atu Kapur merupakan sumber utama senyaa Kalsium. -atu kapur murni umumnya

merupakan kalsit atau aragonite yang secara kimia keduanya dinamakan 'a'$A. Senyaa

Karbonat dan Magnesium dalam batu Kapur umumnya berupa dolomite "'aMg"'$A#(. &alam

proses pembuatan Semen, 'a'$A akan berubah menjadi oksida Kalsium "'a$# dan dolomite

berubah bentuk menjadi kristal oksida magnesium "Mg$# bebas "Periclase# yang dapat

merendahkan mutu semen yang dihasilkan, sebab jika jumlah Mg$ bebas melebihi *G

"berdasarkan S7I 7o. /*!()@> tahun ())@# maka bangunan yang menggunakan semen tersebut

hasilnya akan pecah pecah.

(. Tanah =iat

Tanah =iat merupakan sumber utama senyaa silikat. &isamping itu, juga merupakan

sumber senyaa senyaa penting lainnya seperti senyaa besi dan alumina. &alam jumlah

amat kecil kadang kadang juga didapati senyaa senyaa alkali "7a dan K# yang dapat

mempengaruhi mutu semen. Senyaa!senyaa tersebut diatas dalam tanah liat umumnya

terdapat dalam bentuk kelompok!kelompok mineral, seperti C

/# Kelompok kaolomit "%l($A.(Si$(.(8($# terdiri dari kaolinit dickit, rakit dan alloysit.

(# Kelompok montmorillonit terdiri dari C

a# Montmorillonit %l($A.@Si$(.8($ H 78(

b# 7ontronit "%l(,Be#($A.ASi$(. 78A



c# Saponit (Mg$. ASi$(. 78(

A# Kelompok illit, K ($. Mg$. %l($A. Si$(

Selain mineral!mineral tersebut diatas, dalam tanah liat sering dijumpai juga Si$ ( bebas

dalam bentuk kuarsa, kalsit, pirit dan lemonit.

B. Bahan Bak +)rekti

-ahan -aku korektif adalah bahan baku yang dipakai hanya apabila pada pencampuran

bahan baku utama komposisi oksida oksidanya belum memenuhi persyaratan secara kualitatif

dan kuantitatif.

Pada umumnya, bahan baku korektif yang digunakan mengandung oksida silika, oksida

alumina dan oksida yang diperoleh dari pasir Silika "Sand#, Tanah =iat "'lay#, dan Pasir

-esi6Iron ore6 pyrite cinder. Misalnya, kekuranganC

! 'a$ C bisa ditambahkan limestone, Marble ">)G 'a'$A#.

! %l($AC bisa ditambahkan tanah liat

! Si$( C bisa ditambahkan Juatz dan sand

! Be($AC bisa ditambahkan pasir besi, pyrite

a# Pasir Silika C &igunakan sebagai pengoreksi kadar Si$( yang rendah dalam

tanah liat

Pasir -esi C &igunakan sebagai pengoreksi kadar Be($A atau pengoreksi perbandingan antara

%l($A dan Be($A.

-auksit C &igunakan sebagai pengkoreksi kadar %l($A yang rendah dalam tanah liat.

Pada PT. Semen Tonasa bahan koreksi yang digunakan adalah pasir silika dan pasir besi.

Eypsum juga biasanya ditambahkan sebagai bahan tambahan setelah terbentuk klinker.

!.1.-. Fngsi Senya3a +imia Dalam Bahan Bak



9ika dinyatakan dalam bentuk oksidanya, ada : senyaa kimia penting yang terdapat dalam

bentuk bahan baku. Senyaa kimia tersebut adalah sebagai berikutC

/. $ksida Kalsium "'a$#

Sumber utama oksida kalsium adalah 'a'$A dalam batu kapur. &alam proses semen 'a$

merupakan oksida terpenting, sebab disamping merupakan senyaa terbesar jumlahnya juga

merupakan senyaa bereaksi dengan senyaa!senyaa silikat, aluminat dan besi membentuk

senyaa!potensial penyusun senyaa semen. 'a$ dalam batu kapur tidak semuanya berikatan

membentuk mineral potensial biasanya tidak berikatan dengan senyaa lain yang biasa disebut

'a$ bebas.

(. $ksida Silica "Si$(#

Si$( terutama diperoleh dari peruraian mineral!mineral kelompok montmorillonit yang

berasal dari tanah liat. &isamping itu juga Si$( bebas yang berasal dari pasir silika. &alam

semen, Si$( selalu terdapat dalam keadaan berikatan dengan 'a$.

A. $ksida %lumunium "%l($A#

%l($A juga terdapat di dalam tanah liat yaitu pada kelompok mineral nontronik, bersama

'a$ merupakan oksida pembentuk mineral potensial kalsium alumina, bersama 'a$ dan Be ($A

akan membentuk senyaa alumina ferri. %l($A berperan sebagai fluks "penurunan titik leleh#

campuran bahan!bahan baku.

@. $ksida ferrum "Be($A#

Be($A juga terdapat dalam tanah liat yaitu dalam kelompok mineral kaolonit. -ersama!sama

'a$ dan %l($A, Be($A akan bereaksi membentuk senyaa alumina ferrit. Selain berperan dalam

reaksi pembentuk mineral potensial juga berperan sebagai fluks.

*. $ksida Magnesium "Mg$#



Mg$ terutama diperoleh dari peruraian dolomite "'a'$A# kadang!kadang Mg$ bisa juga

berasal dari mineral!mieneral tanah liat. Mg$ tidak berfungsi sebagai salah satu mineral

potensial sebab dalam proses pembuatan semen, Mg$ tidak bereaksi dengan oksida!oksida

lainnya. Peranannya hanya sebagai fluks dan pearna semen.

;. $ksida alkali "7a($ dan K ($#

$ksida alkali umumnya berasal dari dekomposisi mineral!mineral tanah liat yaitu

kelompok illit dan jumlahnya relati+e kecil. $ksida alkali bukan merupakan pembentuk mineral

potensial tetapi sebagai fluks saja.

:.

$ksida belerang "S$A#

$ksida belerang dalam semen terutama diperoleh dari penambahan senyaa 'aS$ @.(8($.

Selain itu ada juga S$A yag berasal dari bahan bakar yang digunakan dalam proses pembuatan

semen. Senyaa oksida belerang sama sekali tidak berpengaruh dalam pembentukan mineral

potensial penyusun semen, tetapi fungsinya terutama pada pemakaian semen.

?. $ksida Bosfar "P($*#

mumnya kandungan P($* pada semen tidak lebih dari ),(G. %danya P($* dapat

memperlambat pengerasan semen, karena turunnya kadar 'AS dimana terbentuk P($* dan 'a$.

Kadar P($* yang tinggi dapat menyebabkan unsoundness karena terbentuknya kapur bebas pada

P($* (,*G.

!.1.. Fngsi Senya3a Utama Semen

Senyaa senyaa utama semen "mineral mineral potensial6penyusun semen adalahC

/. Trikalsium Silikat "'AS#.

Merupakan komponen penentu utama kekuatan aal semen. 8al ini disebabkan karena

selain jumlah yang besar, reaksi hidrasinya juga berlangsung cepat. Pemuaian 'AS lebih kecil



dibanding dengan 'A% tetapi lebih besar bila dibanding dengan '@%B. Panas 8idrasi yang

ditimbulkan oleh 'AS adalah kedua terbesar setelah 'A%.

(. &ikalsium Silikat "'(S#.

Merupakan Komponen penentu kekuatan akhir semen. 3eaksi 8idrasinya yang lambat

menyebabkan pengembangan kekuatan juga berlangsung lambat, yakni baru terlihat (? hari

setelah pengikatan. Seperti 'AS, '(S juga tidak memberi pengaruh yang berarti pada pemuaian

semen. Panas hidrasinya adalah yang terendah dibandingkan dengan komponen!komponen

lainnya.

A.

Trikalsium %luminat "'A%#.

Merupakan komponen yang sangat menentukan ketahanan semen terhadap senyaa!

senyaa sulfat. Makin rendah kadar 'A% dalam semen, makin tahan semen terhadap serangan

sulfat. 3eaksi hidrasi 'A% merupakan sumber panas terbesar diantara reaksi hidrasi senyaa!

senyaa lainnya.

@. Tetrakalsium %luminoferrit "'@%B#

'@%B hampir tidak berpengaruh terhadap kekuatan semen.Panas hidrasi yasng ditimbulkan

'@%B rendah,hanya sekitar @() joule per gram.'@%B merupakan komponen yang menentukan

arna semen.7ilai '@%B dapat dihitung menurut persamaan sebagai berikutC

'@%B A,)@A.Be($A

!.1./. Senya3a yang tak diinginkan di dalam semen 4Negati5e 6)m,)nent7

7egati+e komponen adalah senyaa!senyaa yang tidak dengan sengaja ditambahkan atau

terbentuk dalam proses dan menimbulkan pengaruh!pengaruh yang tidak menguntungkan, baik

pada proses pembuatan semen maupun dalam pemakaian semen.

/. Pada proses pembuatan semen



-eberapa senyaa yang dapat menimbulkan gangguan!gangguan dalam proses

pembakaran terak antara lainC

/. %lkali

Sebagian besar senyaa alkali berasal dari bahan baku tanah liat ataupun dari bahan bakar,

khususnya batu bara. Pada suhu sekitar ?)) /)))o ', senyaa alkali dalam ra mill yang

masuk ke dalam tanur putar mulai menguap. ap alkali ini akan bereaksi dengan gas!gas '$ A

"baik dari bahan baku atau dari bahan bakar#, '$( dan klorida membentuk senyaa!senyaa

alkali sulfat "7a(S$@ dan K (S$@#, alkali karbonat "7a('$A dan K ('$A# dan alkali klorida "7a'l

dan K'l#. Tetapi pada suhu dibaah :))

)

' sebagian besar garam!garam alkali yang terbentuk

akan mengembun dan cairannya akan menempel pada butir!butir umpan tanur membentuk bahan

yang bersifat 0sticky1 "terutama alkali sulfat dan klorida#. -ahan yang 0sticky1 ini dapat

menempel pada dinding preheater, sebagian akan ikut terbaa debu meninggalkan preheater dan

sebagian lagi terbaa kedalam tanur putar.

-elerang

Seperti halnya alkali, senyaa!senyaa belerang kebanyakan berasal dari bahan baku

tanah liat ataupun bahan bakar yang digunakan. &alam bahan bakar, senyaa belerang umumnya

berupa senyaa pirit dan markasit "BeS(# dengan kadar ),/ G dinyatakan sebagai S$A. -ahan

bakar sendiri, khususnya minyak bunker!' mengandung senyaa belerang dalam bentuk

senyaa merasptan "3S8#, tiopen "'@8@S# dan lain!lain. 9ika jumlah S$A cukup banyak, maka

kelebihan gas S$A akan bereaksi dengan kalsium karbonat "'a'$A# umpan tanur di preheater

membentuk senyaa 'aS$@. Senyaa ini kemudian masuk ke dalam tanur bersama lainnya, dan

sesampainya di burning!zone sebagian akan terurai.

'aS$@ 'a$ H S$A



S$A yang terbentuk akan menambah atau meningkatkan sirkulasi belerang. Sebagian 'aS$@

lainnya akan terbaa keluar bersama terak. %nhidrat 'aS$@ ini daya larutnya jauh lebih kecil

dibandingkan dengan daya larut gypsum, sehingga terak dapat berfungsi sebagai pengatur aktu

pengikatan semen. Selain itu, adanya anhidrat 'aS$@ menyebabkan jumlah gypsum yang

ditambahkan pada penggilingan terak menjadi berkurang. Persyaratan kadar maksimum S$A

total bukan hanya berasal dari gypsum saja, lebih dari setengah jumlah belerang yang masuk ke

dalam proses keluar bersama terak dengan kadar ),/ ),* G jika dinyatakan sebagai S$A.

A. Klorida

Kadar senyaa klorida dalam umpan tanur ber+ariasi antara ),))/ ),/) G, sedangkan

dalam debu bahan bakar batu bara berkisar ),@ G. Seperti yang telah dijelaskan di atas, senyaa

klorida bereaksi dengan senyaa alkali dalam tanur putar membentuk senyaa alkali klorida.

Senyaa ini keluar dari tanur bersama gas hasil pembakaran, dan kemudian mengembun di

preheater. <mbun alkali klorida bersama umpan tanur masuk kembali kedalam tanur, dan

sesampainya di burning!zone hampir semuanya teruapkan, karena pengembunan alkali klorida di

preheater cukup sempurna maka senyaa ini akan selalu bersirkulasi " naik!turun# antara

burning!zone dan preheater dengan jumlah yang semakin lama semakin banyak.

'oating yang terbentuk di preheater makin lama makin banyak. ntuk mencegah gas ini,

sebagian gas tanur "/) (* G# di by!pass dapat diperlukan bila kadar senyaa klorida dalam

ra mi melebihi ),)/*G. 0coating 0 adalah massa padat yang terbentuk dan menempel pada

suatu permukaan bahan karena adanya daya tarik!menarik antara massa dengan bahan bahan.

(. Pada pembakaran semen

/. Kapur bebas "free lime#



Kapur bebas yang terdapat dalam terak atau semen adalah 'a$ yang tidak bersenyaa atau

berikatan dengan oksida!oksida lainnya, Si$(, %l($A dan Be($A. adanya kapur bebas disebabkan

oleh ( hal sebagai berikutC

a. 9umlah kapur yang digunakan berlebihan dengan kebutuhan untuk bereaksi dengan Si$ (, %l($A,

dan Be($A.

b. 3eaksi yang berlangsung dalam tanur putar kurang sempurna. Dalaupun 'a$ sesuai

dengan kebutuhan, tetapi tidak dapat bersenyaa dengan oksida!oksida Si$(, %l($A, dan

Be($A. Seperti telah diketahui, proses pembakaran dalam tanur putar berlangsung pada

suhu yang tinggi dari suhu disosiasi 'a'$A "?>; )' lalu 'a$ hasil disosiasi dibakar keras

"hard!bund#. &isamping itu 'a$ mengkristal dan tercampur bersama kristal!kristal materi

lainnya "intercristallised#. Kedua kejadian ini menyebabkan 'a$ yang dihasilkan lambat

bereaksi dengan air. Pada aktu semen digunakan, selain reaksi hidrasi senyaa!senyaa

mineral potensial juga terjadi hidrasi 'a$ bebas.

'a$ H 8($ 'a"$8#(

3eaksi hidrasi berlangsung lambat sekali, baru selesai pada aktu pengikatan akhir semen sudah

terlampaui. Padahal 'a"$8#( yang terbentuk mempunyai +olume lebih besar dari 'a$.

Pertambahan +olume ini "ekspansi# terjadi pada saat semen sudah tidak plastis lagi. %kibatnya

timbul keretakan yang dapat merendahkan mutu semen.

(. Magnesium $ksida, Mg$ "0periclase1#.

&alam tanur Mg'$A yang terdapat dalam umpan akan terdisosiasi menurut

reaksiC Mg'$A Mg$ H '$(



Mg$ yang terbentuk tidak bereaksi dengan oksida!oksida utama seperti Si$(, %l($A, dan

Be($A, sebagian akan terlarut dalam mineral!mineral potensial terak sebagian lagi membentuk

kristal perisicle. Seperti halnya 'a$ bebas, perisicle juga terkena hard!bund. %kibat reaksinya

perisicle dengan air berjalan sangat lambat dan pada suhu kamar akan berlangsung terus dalam

jangka aktu setahun. Pertambahan +olume akibat terbentuknya Mg"$8#(, seperti halnya

'a"$8#( akan menyebabkan keretakan!keretakan "cracking# pada semen yang digunakan.

-entuk relati+e senyaa!senyaa silikat yang relatif dalam agregant, akan bereaksi dengan

senyaa!senyaa alkali semen. 8asil reaksi berupa gel alkali silikat dapat menyebabkan

terjadinya pemuaian ataupun keretakan!keretakan pada beton. Proses pemuaian ini berlangsung

lambat dan pengaruhnya baru terlihat dalam jangka aktu / tahun.

!.1.. Pr)ses Pem&atan Semen

Proses pembuatan semen ada ( "dua# macam yaituC

%. Proses -asah

&isebut proses basah karena campuran bahan baku mulai dari proses penggilingan sampai

masuk ke dalam tanur putar berupa luluhan dengan kadar air sekitar A)!@)G.

%dapun keuntungan dari proses basah C

! Komposisi umpan sangat homogen

! &ebu yang keluar sangat sedikit

! Peralatan untuk feeding, sampling, penyimpanan, transport bahan dan alat untuk homogenisasi

lebih murah.

%dapun kerugian dari proses basah C

! -anyak memerlukan air

! Sangat korosif dipipa!pipa, digrinding media dan rantai kiln



! Kebutuhan bahan bakar relati+e banyak

! Kiln yang digunakan sangat panjang

-. Proses kering

&isebut proses kering karena campuran bahan baku mulai dari proses penggiling sampai

masuk ke dalam tanur putar " 3a Mill# dengan kadar air kurang dari /G.

%dapun keuntungan dari proses kering yaitu C

! Pemakaian kalori bahan bakar rendah ":))!?)) kkal6kg klinker#

! Tanpa putar lebih pendek

%dapun kerugian dari proses kering yaitu C

! -iaya untuk alat operasi, tempat penyimpanan, alat homogenisasi sangat mahal

! -anyak diperlukan alat penangkap debu dan menimbulkan polusi.

! 'ampuran kurang homogeny.

!.1.8. Pr)ses Pem&atan Semen P". Semen ")nasa

%. Pemecahan6'rushing

-atu kapur yang berasal dari Juarry mengalami dua tahap proses penghancuran, yakni

dengan primary crusher dan secondary crusher. -atu kapur yang keluar dari primary crusher

berukuran lebih kecil dari /(* mm dan setelah melaati secondary crusher berukuran lebih kecil

dari ?) mm. -ersamaan dengan itu, di lain pihak tanah liat yang berasal dari %mmessanggeng6

-unga <ja juga mengalami proses penghancuran. Material batu kapur dan tanah liat yang telah

dihancurkan dicampur dalam mi crusher selanjutnya ditampung dalam mi pile strorage.

&isamping itu, bahan!bahan korektif seperti pasir silika dan pasir besi juga mengalami

proses penghancuran terlebih dahulu sebelum ditampung di additi+e strorage. ntuk



mengantisipasi kekurangan batu kapur dalam proses penggilingan maka di additi+e strorage juga

tersedia batu kapur murni yang juga meleati dua tahap penghancuran.

Semua material yang ada dalam gudang penyimpanan tersebut ditampung didalam empat

bin masing!masing untuk memudahkan pengontrolan komposisi pengumpanan pada saat

diumpankan ke dalam 3a Mill untuk proses penggilingan. Komposisi material yang

diumpankan ke dalam 3a Mill diatur sesuai rekomendasi 5uality %ssurance dan 'ontrol

&epartement.

-. Penggilingan6homogenisasi

&i dalam 3a Mill semua material yang diumpankan mengalami proses penggilingan

material!material yang sangat halus "berbentuk tepung baku#. &isamping mengalami proses

penggilingan, material yang ada di 3a Mill juga mengalami proses pengeringan "karena adanya

kontak langsung dengan gas tinggi yang keluar dari tanur bakar# sampai kandungan airnya

maksimal /G.

Material tepung yang keluar dari 3a Mill ditampung di dalam -lending Silo dan

mengalami proses homogenisasi sebelum diumpankan ke dalam tanur "rotary kiln#. Material

tepung "ra meal# yang keluar dari -lending Silo dan siap untuk diumpan ke dalam tanur bakar

"kiln# disebut Kiln feed.

'. Pembakaran

Kiln feed mula!mula mengalami pemanasan aal preheater yang dilengkapi dengan dua

buah calsiner "I=' dan S='# sehingga Kiln Beed mengalami proses kalsinasi antara ?*!>*G di

dalam kedua kalsiner tersebut. Setelah mengalami proses kalsinasi "pelepasan '$(#, material

akan meleati masa transisi "reaksi antara oksida!oksida penyusun senyaa klinker# kemudian

dilanjutkan dengan proses klinkernisasi "perubahan fase dari padat ke fase cair untuk membentuk



senyaa!senyaa klinker yang lebih lanjut#. Proses ini berlanjut pada suhu tinggi F /@*) )'.

Senyaa!senyaa utama pembentukan klinker dapat dilihat pada table A.?C

Tabel A.? Senyaa!senyaa utama pembentukan klinker

Senyaa 3umus Singkatan 7ama =ain

Mineral Potensial C

Trikalsium Silikat

&ikalsinasi Silikat

Trikalsium %luminat

Tetrakalsium %lumino ferrit

A'a$.Si$(

('a$.Si$(

A'a$.%l($A

@'a$.%l($A.Be($A

'AS

'(S

'A%

'@%B

%lite

-elite

!

Berrite

Karena tingginya suhu dalam tanur putar, maka terjadilah reaksi!reaksi kimia antara

senyaa!senyaa yang terdapat dalam kiln feed. 3eaksi!reaksi tersebut berlangsung secara

bertahap sesuai dengan tingkat suhu yang dilalui bahan dalam kiln "Tabel A.>#.

Tabel A.> 3eaksi Pembentukan Klinker

Sh 4)67 Pr)ses $eaksi

L()) Pelepasan air bebas/))!@)) Pelepasan air Kristal pada tanah liat

@))!>)) Penguraian metabolinit dan senyaa!senyaa

lainnya membentuk oksida!oksida reaktif

%l($A.Si$(

%l($AH(Si$(

;))!/A)) Penguraian batu kapur "kalsinasi# dan

terbentuknya 'a$.Si$("'S# dan 'a$, %l($A.

Pengikatan 'a$ oleh 'S dan '% serta

terbentuknya @'a$, %l($A, Be($A.

'a'$A 'a$

dan '$(

('a$HSi$(H%l(

$A 'SH'%

A'a$H'%HBe($

A '@%B



('a$H'%

'A%

'a$H'S

'(S

/())!/@*) Pengikatan lebih lanjut 'a$ oleh '(S 'a$H'(S

'AS

%. Pengeringan

Proses pelepasan air bebas yang terkandung dalam kiln feed "),*!/,)G#, disebut proses

pengeringan.Proses ini berlangsung pada suhu sampai ())', air yang terabsorpsi oleh mineral!

mineral tanah liat mulai terlepas. Kemudian pada suhu yang lebih tinggi lagi air!air yang terikat

secara kimia "air kristal# atau yang terbentuk gugus hidroksida juga mulai terlepas. Pada suhu

yang lebih tinggi mineral!mineral yang sudah kehilangan air kristal atau gugus hidroksinya akan

terurai menjadi oksida!oksida yang sifatnya reaktif.

-. 3eaksi &ekomposisi Senyaa klinker "&ekarbonasi#

Senyaa kalsium karbonat yang jumlahnya dalam kiln feed :*!?)G, secara teoritis akan

terurai "Terdekomposisi# pada suhu mulai *))!/))) o'

'a'$A 'a$H'$2

'. 3eaksi &ekomposisi Senyaa %lumina silikat

Suhu ?>;o' keatas adalah suhu terdekomposisinya kalsinat murni "'a'$A# tetapi juga

senyaa!senyaa lain, maka dalam kenyataannya dekomposisi sudah mulai berlangsung antara

;;)'!>*)o '. 8al ini dapat terlihat dari terjadinya reaksi dalam fase padat antara 'a$ dengan

Si$(, %l($A, dan Be($A membentuk misalnya



! 'a$.%l($A"'%#

! /('a$.%l($A"'/(%#

! 'a$.Si$( "'S#

! ('a$.Si$("'(S#

E. 3eaksi Base Padat

Pada suhu sekitar **)!/())o', reaksi!reaksi tersebut diatas berlanjut tetap dalam fasa padat

,membentuk senyaa!senyaa dengan kadar 'a$ yang lebih tinggi,sepertiC

! A'a$.%l($A"'A%#

!

@'a$.%l($A"'@%B#

3eaksi!reaksi ini berlangsung sangat lambat.

8. 3eaksi Sinterisasi atau Klinkerisasi

'airan atau lelehan pertama yang berasal dari kiln feed terbentuk pada suhu antara /(?)!

/@*))'. Pembentukan cairan ini merupakan titik aal dari proses 0klinkerisasi1 pada aktu

pertama kali terbentuk cairan, ternyata 'a$ dan '(S lebih mudah terdifusi kedalam fase cair

tersebut dan bereaksi membentuk 'AS yang mengkristal.

'a$H('a$.Si$( A'a$.Si$(

"'(S# "'AS#

I. Pendinginan Klinker

%gar mutu semen yang dihasilkan baik maka klinker perluntuk didinginkan. Keuntungan

dari pendinginan klinker ini antara lainC

! Panas yang terkandung dalam klinker dapat dihemat sebesar kurang lebih ()) kkal 6kg klinker

! Proses penggilingan semen dapat berlangsung lebih baik sebab kemungkinan terjadinya

dehidrasi gypsum dapat dikurangi



Pendingin klinker dapat dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut seperti C

! Klinker disiram dengan air atau disemprot dengan udara pada aktu keluar dari tanur putar.

! Klinker didinginkan dengan bantuan alat!alat khusus seperti misalnyaC rotary cooler, planetary

cooler dan grate cooler.

-ersama sama dengan sejumlah gypsum, terak lalu digiling dalam finish mill menjadi

semen. Semen hasil penggilingan kemudian disimpan ke dalam silo silo semen pada suhu ?))

'. Semen di dalam silo siap untuk dikantongkan untuk diangkut ke pelabuhan selanjutnya

didistribusikan kepada konsumen.

!.1.9

Siat : siat Semen

Sifat sifat semen terbagi atas ( bagian yaitu Sifat Bisika dan Sifat kimia semen, yaitu C

Sifat sifat fisika semenC

/. Panas 8idrasi semen

Panas 8idrasi dari komponen semen bersifat eksotermis, sehingga pada saat proses hidrasi

berlangsung, akan melepaskan sejumlah panas. Panas hidrasi dari masing masing komponen

penyusun semen dapat dilihat pada table A./).

"a&el !.1; Panas Hidrasi k)m,)nen Penysn Semen

7o Komponen Panas 8idrasi, 9oule6g

/ 'AS *)A

( '(S (;)

A 'A% ?;:

@ '@%B @/>

&ari tabel atas menunjukkan baha semen yang kaya akan 'AS dan 'A% mempunyai panas

hidrasi yang tinggi, atau sebaliknya. -erdasarkan pengalaman, panas hidrasi dapat dihitung dari

panas hidrasi masing masing komponen penyusun dengan menggunakan persamaan C

5h a"'AS#Hb"'(S#Hc"'A%#Hd"'@%B#



&engan C

5h Panas 8idrasi Semen

a,b,c,d Panas hidrasi masing masing komponen

"'AS# Braksi 'AS di dalam semen.

"'(S# Braksi '(S di dalam semen.

"'A%# Braksi 'A% di dalam semen.

"'@%B# Braksi '@%B di dalam semen.

Tetapi pada prakteknya terdapat perbedaan hasil dengan pengukuran karena adanya

impurities di dalam semen yang mempengaruhi panas yang dihasilkan selama proses hidrasi

berlangsung. -iasanya panas hidrasi semen tipe / ber+ariasi antara @() sampai *)) joule6gram.

-erlangsungnya proses hidrasi dapat digambarkan sebagai berikut C

%nhidrat "padatan# H %ir 8idrat "padatan# H panas

&engan urutan proses C

• Pemadatan6solidifikasi "pengikatan air#

• Pembentukan fase baru "hidrat#

• Penambahan +olume pada fase padatan

• Pengeluaran panas

2ang paling penting dalam pengontrolan panas hidrasi adalah pengontrolan komposisi

klinker, dimana yang potensial mengeluarkan panas hidrasi tinggi pada saat proses hidrasi

berlangsung adalah 'AS dan 'A%. $leh karena itu untuk menghasilkan semen dengan panas

hidrasi rendah diperlukan klinker dengan kandungan 'AS dan 'A% yang rendah pula.

(. Kuat Tekan Semen.



Kuat tekan semen salah satunya ditentukan oleh komponen penyusun, terutama oleh

kalsium silikat. Pada pengembangan kuat tekan aal "misalnya sampai umur (? hari#,

didominasi oleh hidrasi 'AS yang didukung oleh 'A%. ntuk '(S dan '@%B akan memberikan

kontribusi terhadap kuat tekan untuk umur yang lebih lama. Selain itu yang mempengaruhi

pengembangan kuat tekan adalah kehalusan semen terhadap pengembangan kuat tekan.

Secara umum dapat dikatakan baha pengembangan kuat tekan semen berasal dari

pengembangan kuat tekan masing masing komponen penyusun semen. Secara statistik, kuat

tekan semen dapat diperkirakan dengan mencari persamaan hubungan antara +ariabel yang

berpengaruh terhadap kuat tekan semen dengan regresi linear +ariabel yaituC

P a"'AS# H b"'(S# H c"'A%# H d"'@%B# H e"Bca$# H .......

&engan C

P kuat tekan

a,b,c,.... konstanta regresi multi +ariabel

'AS,'(S,... Braksi Komponen

A. Shrinkage " Pengerutan #

Pengaruh komposisi kimia semen terhadap shrinkage tidak diketahui secara pasti.

Eonnerman menemukan 'AS dan '(S mempunyai tingkat pengaruh yang sama terhadap

terjadinya peristia shrinkage, sedangkan menurut 3oper, naiknya kandungan 'A% akan

mengakibatkan shrinkage menjadi lebih besar. Pengaruh 'A% terhadap shrinkage ini dipengaruhi

oleh besarnya kadar gypsum dalam semen, dengan kata lain semen yang mempunyai kandungan

'A% sama akan mengakibatkan shrinkage yang berbeda bila kandungan gypsumnya berbeda.

ntuk pengaruh dari elemen yang lain dalam semen seperti kehalusan, distribusi ukuran

partikel, dan lain lainnya diketahui secara pasti.



@. Ketahanan Terhadap Sulfat "&urability#

Salah satu hal penting dalam penggunaan semen dalam struktur beton adalah ketahanan

terhadap sulfat. Komponen penyusun semen yang mempengaruhi terhadap ketahanan terhadap

sulfat adalah 'A%. Pada saat terjadi proses hidrasi semen, 'A% akan bereaksi dengan sulfat dan

air membentuk ettringite. <ttringite ini mempunyai +olume yang lebih besar dibandingkan

+olume komponen penyusunnya sehingga bila berlebihan mengakibatkan terjadinya ekspansi

yang dapat menyebabkan kerusakan pada struktur beton.

Pada proses hidrasi semen dihasilkan juga 'a"$8#( yang akan bereaksi dengan sulfat yang

menghasilkan kalsium alumina hidrat. 3eaksi ini juga mengakibatkan pengembangan +olume.

3eaksi pembentukan calsium alumina hidrat dan ettringite adalah sebagai berikut C

'a"$8#( H "S$@#(! H (8($ 'aS$@.(8($ H (7a$8

A'aS$@.(8($ H @'a$.%l($A./>8($ A'a$.%l($A.A'[email protected]/8($ H 'a"$8#(.

<ttringitt

<ttringitte juga terbentuk sebagai hasil reaksi antara '@%B dengan sulfat, tetapi lebih kecil

bila dibandingkan dengan 'A%. &ari uraian diatas, maka semen yang tahan terhadap sulfat

"semen type 4# kandungan 'A%!nya dibatasi maksimum * G.

*. Soundness.

Soundness didefinisikan sebagai kemampuan pasta semen yang mengeras untuk

mempertahankan +olumenya setelah proses pengikatan berakhir. Kestabilan +olume ini dapat

terganggu karena adanya 'a$ bebas "free lime# dan Mg$ bebas "periclase# yang berlebihan

"mengakibatkan ekspansi#. 3eaksi reaksi yang mengakibatkan terjadinya ekspansi adalah C

'A% H S$A H 8($



8idrasi 'A% mengakibatkan terbentuknya ettringitte selama ion sulfat masih ada "dari

gypsum# dan berhenti saat gypsum dalam semen habis. -ila kandungan sulfat dalam semen

terlalu besar, berakibat proses pengerasan yang bertambah lama dan ekspansi yang dapat

menimbulkan keretakan.

'a$ bebas H 8($

'a$ bebas "free lime# sangat reaktif dengan air, sehingga selama proses penggilingan

maupun penyimpanan, 'a$ bebas yang ada akan mengikat air dari udara. Meskipun demikian,

'a$ bebas akan bereaksi dengan cepat pada saat air ditambahkan ke dalam semen dan +olume

akhir reaksi lebih besar bila di bandingkan sebelum reaksi.

Mg$ bebas H 8($

<fek adanya Mg$ bebas dan reaksi yang terjadi sama dengan efek adanya 'a$ bebas,

tetapi pada reaksi Mg$ bebas ini dihasilkan +olume yang jauh lebih besar bila dibandingkan

reaksi 'a$ bebas.

Penentuan nilai Soundness semen dapat dilakukan dengan mengukur ekspansi pada

autocla+e, Past test atau metode =e 'hatelier.

;. Daktu pengikatan.

Daktu pengikatan adalah aktu yang dibutuhkan oleh pasta semen dari mulai di

tambahkan air sampai didapatkan semen yang keras dan tidak dapat di bentuk lagi. Periode

aktu pengikatan ini dapat dibagi menjadi @ yaitu dormant periode, initial set "pengikatan aal#,

final set "pengikatan akhir#, dan hardening "pengerasan#.

'ampuran semen dengan air akan membentuk adonan yang bersifat kenyal dan dapat di

bentuk "orkable#. ntuk beberapa saat sifat pasta tidak dapat berubah. Periode ini dikenal

dengan periode tidak aktif "dormant periode#. Pada tahap selanjutnya, pasta yang terbentuk



menjadi semakin kaku hingga mencapai tingkat dimana pasta tetap lunak, tetapi sudah tidak

dapat dibentuk lagi. Periode ini disebut inital set,sedang aktu yang dibutuhkan untuk mencapai

tingkatan ini disebut initial setting time"aktu pengikatan aal#. Selanjutnya pasta menjadi

semakin kaku menjadi semakin padatan yang keras dan etas "rigid #. Tahap ini disebut final set

dan aktu yang di butuhkan untuk mencapai tingkatan ini disebut final setting time "aktu

pengikatan akhir#. Proses ini berlanjut terus hingga pasta semen menjadi semakin keras dan kuat

yang disebut dengan pengerasan atau hardening .

:. Konsistensi

Konsistensi didefenisikan sebagai kemampuan pasta semen untuk mengalir. Pada

pengujian, konsistensi ditunjukkan dengan penetrasi jarum +icat sebesar /)F/ mm. Sifat ini

digunakan untuk mengatur perbandingan antara jumlah air dengan semen pada saat pembuatan

pasta semen.

Sifat sifat kimia semen

-eberapa sifat kimia yang penting dalam diskusi persemenan antara lainC

/. =oss on Ignition "=$I#

=$I menyatakan bagian dari zat yang akan terbebaskan sebagai gas pada saat terpanaskan

atau dibakar "temperatur tinggi#. Pada bahan baku umpan kiln ini berarti baha semakin tinggi

=$I!nya maka semakin sedikit umpan kiln yang menjadi produk klinker. $leh karena itu, =$I

bahan baku maksimal di persyaratkan untuk mengurangi in!efisiensi proses karena adanya

mineral mineral yang dapat diuraikan pada saat pembakaran. Komponen utama =$I adalah uap

air yang berasal dari kandungan air "moisture# dalam bahan baku "ra mi# dan gas '$ ( yang

akan dihasilkan dari proses kalsinasi 'a'$A.



(. Insoluble 3esidue

2aitu impuritis6zat pengotor yang tetap tinggal setelah semen tersebut direaksikan dengan

asam khlorida "8'l# dan natrium karbonat"7a('$A#. Insoluble residue dibatasi untuk mencegah

tercampurnya semen Portland dengan bahan bahan alami lainnya yang tidak dapat dibatasi dari

persyaratan fisika

A. Modulus modulus Semen

Modulus modulus semen digunakan sebagai dasar untuk menentukan jenis semen yang

akan diproduksi dan digunakan untuk menghitung perbandingan bahan baku yang dipakai.

a#

8ydraulic Modulus "8M#

Modulus ini menunjukkan perbandingan antara 'a$ dengan ketiga oksida lainnya yang

dirumuskanC

-atasan nilai 8M adalah /,:!(,A, pengaruh nilai 8M terhadap proses dan kualitas semen

adalah sebagai berikutC

Pengaruh 8M (,A

kiln feed suklit dibakar, kebutuhan energi tinggi. Karakteristik semen yang dihasilkan adalah

mempunyai kadar 'a$ bebas cenderung tinggi, kuat tekan aal dan panas hidrasi tinggi, tidak

tahan terhadap senyaa asam dan stabilitas +olume yang rendah.

Pengaruh 8M L/,:

Kiln feed mudah dibakar, kebutuhan energi rendah.

Karakteristik semen yang dihasilkan adalah mempunyai kadar 'a$ bebas rendah, kuat tekan

rendah.

b# Baktor penjenuhan kapur6lime saturation factor "=SB#



Baktor penjenuhan kapur adalah nilai yang menunjukkan perbandingan 'a$ maksimum

teoritis yang dapat mengikat senyaasenyaa Si$(, %l($A,dan Be($A. Perhitungan =SB

didasarkan pada anggapan kondisi pembakaran klinker yang optimal, homogenisasi tepung baku

baik dan 'a$ bebas pada klinker sama dengan nol, yang dirumuskanC

-atasan nilai =SB adalah >)!>> pengaruh nilai =SB terhadap proses dan kualitas semen

adalah sebagai berikutC

Pengaruh =SB >>

Kiln feed sulit dibakar, kebutuhan energi tinggi.

Sulit membentuk coating , sehingga panas hidrasi yang hilang dari dinding tanur naik.

Temperatur gas keluar tanur naik

Kadar 'a$ bebas cenderung naik

Kadar 'AS naik, sehingga kuat tekan aal dan panas hidrasi naik.

-atu bara yang tinggi.

-iasanya digunakan untuk mengantisipasi kadar abu dan komposisi kimia kadar abu batu bara

yang tinggi.

Pengaruh =SB L>)

Kiln feed mudah dibakar, kebutuhan energi rendah.

Base cair di burning zone berlebih, cenderung membentuk ring dan coating ashing

Klinker berbentuk bola!bola dan sulit dingin.

Kadar 'a$ bebas rendah.

Kadar 'AS turun dan kadar '(S naik secara proporsional.



Panas hidrasi semen cenderung rendah.

c# Silika Modulus "SM#

Silika modulus adalah nilai yang menunjukan perbandingan antara jumlah Si$ ( terhadap

jumlah Be($A dan %l($A. Modulus silika dapat dinyatakan dengan persamaan berikut iniC

SM

-atasan nilai SM adalah /,>!A,(. Pengaruh nilai SM terhadap proses dan kualitas semen

sebagai berikutC

Pengaruh SM A,(

Kiln feed sulit dibakar dan memerlukan energi tinggi.

Base cair rendah, thermal load tinggi, terak dusty dan kadar 'a$ bebas cenderung tinggi.

Sifat coating tidak stabil. 'oating yang terbentuk tidak tahan terhadap thermal shock sehingga

radiasi dan dinding tanur tinggi.

Merusak bata tahan api.

Memperlambat pengerasan semen.

Kuat tekan semen cenderung tinggi.

Pengaruh SM L /,>

Selalu membentuk ring.

Klinker terbentuk bola dan sulit dingin.

Daktu pengikatan semen pendek dan panas hidrasi naik.

Kuat tekan aal semen "A!: hari# rendah.

Tanur tidak stabil, kebutuhan energi rendah.

Mudah dibakar, fase cair tinggi, dapat merusak bata tahan api.



d# %luminium Modulus "%M# atau Iron Modulus "IM#

%lumina Modulus atau Iron Modulus adalah perbandingan antara %l ($A dan Be($A. 7ilai

%lumina modulus6 iron Modulus dapat dinyatakan dengan persamaan berikut C

IM %M

-atasan nilai IM6%M adalah /,*!(,*, pengaruh nilai IM6%M terhadap proses dan kualitas

semen adalah sebagai berikut C

Pengaruh IM (,*

Kiln feed sulit dibakar.

4iskositas fase cair pada temperatur tetap akan naik.

Semen yang dihasilkan mempunyai kuat tekan aal tinggi, aktu pengikatan pendek, panas

hidrasi tinggi, ketahanan terhadap sulfur rendah.

Kadar 'A% naik, '@%B turun,sedangkan 'AS dan '(S rendah.

Pengaruh IM L/,*

Base 'air mempunyai +iskositas rendah.

Semen yang dihasilkan mempunyai ketahanan terhadap sulfat tinggi, kuat aal rendah dan panas

hidrasi rendah.

IM yang rendah dan tidak adanya Si$ ( bebas dalam kiln feed menyebabkan terak menjadi

lengket dan membentuk bola bola besar.

Selain mengandung senyaa yang diperlakukan, kiln feed juga mengandung senyaa yang

tidak diinginkan. Kadar senyaa tersebut harus dibatasi sekecil mungkin. Pembatasan ini

dilakukan untuk menghindari gangguan yang dapat ditimbulkan oleh senyaa tersebut,baik

selama proses pembuatan semen maupun pada saat semen tersebut digunakan.



!.2 "e)ri Ash

!.2.1 Deinisi Ash

%sh atau abu sesuai yang tercantum dalam 0'ondensed 'hemical &ictionary1 adalah

serbuk abu yang sangat halus yang dihasilkan dari sisa pembakaran batubara bubuk.

%sh juga adalah hasil samping dari pembakaran batubara di boiler Pembangkit =istrik

Tenaga ap "P=T#. Kecenderungan deasa ini akibat naiknya harga minyak diesel industri,

maka banyak pembangkit listrik yang beralih menggunakan batubara sebagai bahan bakar dalam

menghasilkan steam "uap#. Sisa hasil pembakaran dengan batubara menghasilkan abu yang

disebut dengan fly ash dan bottom ash "*!/)G#. Presentase abu "fly ash dan bottom ash# yang

dihasilkan adalah fly ash "?)G!>)G# bottom ash "/)G!()G#. Pembakaran batubara akan

menghasilkan abu, gas!gas oksida belerang "S$N#, oksida nitrogen "7$N#, gas hidrokarbon,

karbon monoksida "'$# dan karbon dioksida "'$(#.

Bly %sh merupakan campuran dari senyaa alumina, silika, karbon yang tidak terbakar

dan bermacam!macam oksida logam, yang mempunyai sifat pozolanik, yaitu sifat dari bahan

tertentu dimana bahan tersebut dapat bereaksi dengan kapur bebas dan membentuk suatu ikatan

seperti semen dengan adanya air, pada suhu kamar.

!.2.2 Siat Fly Ash

%bu terbang atau yang biasa kita sebut dengan fly ash memiliki sifat pozzolan yang

terdiri dari unsur!unsur silikat dan atau aluminat yang reaktif. Komposisi kimia masing!masing

jenis abu terbang sedikit berbeda dengan komposisi kimia semen.

%bu batubara adalah bagian dari sisa pembakaran batubara pada boiler pembangkit listrik

tenaga uap yang berbentuk partikel halus amorf dan bersifat Pozzolan, berarti abu tersebut dapat



bereaksi dengan kapur pada suhu kamar dengan media air membentuk senyaa yang bersifat

mengikat. &engan adanya sifat pozzolan tersebut abu terbang mempunyai prospek untuk

digunakan berbagai keperluan bangunan.

%bu terbang sepertinya cukup baik untuk digunakan sebagai bahan ikat karena bahan

penyusun utamanya adalah silikon dioksida "Si$(#, alumunium "%l($A# dan Berrum oksida

"Be($A#. $ksida!oksida tersebut dapat bereaksi dengan kapur bebas yang dilepaskan semen

ketika bereaksi dengan air. 'larence "/>;;C (@# menjelaskan dengan pemakaian abu terbang

sebesar () A)G terhadap berat semen maka jumlah semen akan berkurang secara signifikan

dan dapat menambah kuat tekan beton. Pengurangan jumlah semen akan menurunkan biaya

material sehingga efisiensi dapat ditingkatkan.

Secara fisik sifat!sifat fly ash adalah C

! kehalusannya tinggi

! bentuk butir bulat

! tidak porous

Bly ash juga mengandung racun!racun lingkungan dalam jumlah yang banyak, termasuk

arsenik "@A,@ ppm#O barium "?); ppm#O berilium "* ppm#O boron "A// ppm#O kadmium "A,@ ppm#O

kromium "/A; ppm#O krom 4I " >) ppm#O kobalt "A*,> ppm#O tembaga "//( ppm#O fluor "(> ppm#O

mangan "(*) ppm#O nikel "::,; ppm#O selenium ":,: ppm#O strontium "::* ppm #O talium ">

ppm#O +anadium "(*( ppm#, dan seng "/:? ppm#.

!.2.! S,esiikasi Fly Ash

Spesifikasi kimia abu terbang atau yang lebih dikenal dengan fly ash berkisar sebagai

berikutC



!.2.- +andngan Ash

Komponen komponen pada fly ash batubara bergantung pada sumber dan susunan

batubara. Komponen fly ash sangat ber+ariasi mulai dari sejumlah besar silikon dioksida "Si$(#,

Kalsium &ioksida "'a$# dan sejumlah kecil unsur!unsur lain seperti arsenik, berilium, boron,

kadmium, kromium, kromium 4I, kobalt, timah, mangan, raksa, molibdenum, selenium,

strontium, talium, dan +anadium.

Bly ash batubara adalah material solid yang biasanya berbentuk bulat dan berdiameter

berkisar antara ),* m sampai /)) m. Mereka sebagian besar terdiri dari silikon dioksida "Si$(#,

yang hadir dalam dua bentukC amorf, yang bulat dan halus, dan kristal, yang tajam, runcing dan

berbahayaO aluminium oksida "%l ($A# dan oksida besi "Be($A#.

!.2. Pengel)m,)kan Fly Ash

%STM "%merica Standar Testing of Material# mendefinisikan jenis fly ash terbagi

menjadi kelas B dan kelas '. Perbedaan antara keduanya terletak pada kandungan kalsium,

silika, dan alumina serta unsur!unsur besi lainnya.

• Kelas B fly ash

Pembakaran lebih keras, lebih tua batubara antrasit dan bitumen biasanya menghasilkan

Kelas B fly ash. Ini fly ash adalah pozzolanic di alam, dan mengandung kurang dari /)G kapur

"'a$#. Pozzolanic memiliki properti, yang berkaca!kaca silika dan alumina Kelas B fly ash



membutuhkan penyemenan agen, seperti semen portland, kapur, atau kapur terhidrasi, dengan

kehadiran air untuk bereaksi dan menghasilkan senyaa cementitious. %tau, penambahan

penggerak kimia seperti natrium silikat "gelas air# ke Kelas B abu dapat mengarah pada

pembentukan geopolymer.

• Kelas ' fly ash

Bly ash yang dihasilkan dari pembakaran lebih muda subbituminous lignit atau batu

bara, selain memiliki sifat pozzolanic, juga memiliki beberapa sifat memperkuat diri. &engan

keberadaan air, Kelas ' fly ash akan mengeras dan memperoleh kekuatan dari aktu ke aktu.

Kelas ' fly ash umumnya mengandung lebih dari ()G kapur "'a$#. -erbeda Kelas B, diri

penyemenan fly ash Kelas ' tidak membutuhkan penggerak. %lkali dan sulfat "S$ @# isinya

umumnya lebih tinggi di Kelas ' terbang abu.

Setidaknya satu produsen %S telah mengumumkan fly ash bata yang mengandung

hingga *) persen Kelas ' fly ash. Pengujian menunjukkan batu bata memenuhi atau melebihi

standar kinerja yang tercantum dalam %STM ' (/; bata tanah liat kon+ensional, melainkan juga

dalam batas penyusutan yang dibolehkan bata beton dalam %STM ' **, Standar Spesifikasi

-angunan -ata -eton. &iperkirakan baha metode produksi yang digunakan dalam fly ash batu

bata akan mengurangi energi yang terkandung batu konstruksi hingga >)G.

&alam S7I )A!;?;A!())( "())(C /@;# spesifikasi abu terbang sebagai bahan tambah

untuk campuran beton disebutkan ada A jenis abu terbang, yaituO

• %bu terbang jenis 7, ialah abu terbang hasil kalsinasi dari pozolan alam, misalnya tanah

diatomite, shole, tuft dan batu apung.

• %bu terbang jenis B, ialah abu terbang yang dihasilkan dari pembakaran batubara jenis antrasit

pada suhu kurang lebih /*;)Q'.



• %bu terbang jenis ', ialah abu terbang hasil pembakaran ligmit6batubara dengan kadar karbon

sekitar ;)G. %bu terbang jenis ini mempunyai sifat seperti semen dengan kadar kapur di atas

/)G.

- Penggnaan Fly Ash

&engan sifat dan karakteristik dari fly ash batubara, maka fly %sh dapat digunakan untuk

berbagai macam keperluan sepertiC

• Bly ash clay brick

• Konstituen dalam semen Portland

• Pengganti semen dalam concrete

• Pengganti semen dalam produk concrete

• Sebagai pozolan dalam Semen Portland Pozolan

• Sebagai pozolan dalam stabilisasi tanah "soil stabilization#

• Sebagai grouping agent dalam $il Dell 'ement

• 3a Material untuk ligtheight agregate

• Biller dalam aspalt pa+ing

• Sebagai pengisi untuk land de+elopment atau compacted embankments =ain!lain, yaitu,

absorbent pada oil spilt "silicone!coated#, pengganti lime untuk scrubbing sulfur dari flue gas,

sebagai filler dalam plastik, katalis untuk liJuifaction batubara dan lain!lain.

semen dan ash

Documents