dasar semen

7/29/2019 dasar semen

1/28

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Universitas Mercu Buana

MODUL PERTEMUAN KE 6

MATA KULIAH :

TEKNOLOGI BAHAN & KONSTRUKSI (3 sks)

MATERI KULIAH:

Sejarah Semen, Jenis Semen, Penyimpanan Semen.

POKOK BAHASAN:

SEMEN

1.1 SEJARAH SEMEN

Beton mulai ditinggalkan orang seiring dengan mundurnya kerajaan

Romawi. Baru sekitar tahun 1790, Jhon Smeaton dari Inggris menemukan bahwa

kapur yang mengandung lempung dan dibakar akan mengeras didalam air.

Penyelidikan lebih lanjut untuk kepentingan komersial dilakukan oleh J.

Parker pada waktu yang sama. Bahan tersebut mulai digunakan sekitar awal

abad ke 19 di Inggris dan kemudian di Perancis. Karya konstruksi sipil pertama

dikerjakan pada tahun 1816 di Souillac, Perancis yaitu berupa jembatan yang

dibuat dengan beton tak bertulang. Nama semen portland (Portland Cement)

diusulkan oleh Joseph Aspdin pada tahun 1824 karena campuran air, pasir, dan

batu batuan yang bersifat pozzolan dan berbentuk bubuk ini pertama kali diolah

di Pulau Portland, dekat Dorset, Inggris. Semen Portland pertama kali diproduksi

di pabrik oleh David Saylor di Coplay Pennsylvania, Amerika Serikat pada tahun

1875. sejak itu, semen portland berkembang dan terus sampai sekarang.

Indonesia telah memiliki banyak pabrik semen portland modern dengan

mutu internasional. Pabrik yang tersebar di Sumatera, Jawa dan Sulawesi ituantara lain:

a) Pabrik semen Indarung yang memproduksi Semen Padang

di Padang, Sumatera Barat serta pabrik semen Baturaja yang

memproduksi semen Tiga Gajah, keduanya terletak di Sumatera.

b) Pabrik Semen gresik, Smen Cibinong, Semen Tiga Roda,

dan Semen Nusantara di Jawa.

c) Pabrik Semen Tonasa di Sulawesi.

Teknologi Bahan KonstruksiIr. Alizar, MT.

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

12 1


2/28




1.2 JENIS SEMEN

Semen dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:

a) Semen non Hidrolik

Semen non-hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam

air, akan tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen non-

hidrolik adalah kapur.

Kapur dihasilkan oleh proses kimia dan mekanis di alam. Kapur

telah digunakan selama berabad abad lamanya sebagai bahan adukan

dan plesteran untuk bangunan. Hal tersebut terlihat pada piramida

piramida di Mesir yang dibangun 4500 tahun sebelum masehi. Kapur

digunakan sebagai bahan pengikat selama zaman Romawi dan Yunani.

Orang orang Romawai menggunakan beton untuk membangun

Colloseum dan Parthenon, dengan cara mencampur kapur dengan abu

gunung yang mereka peroleh didekat Pozzuoli, Italia dan mereka

namakan Pozzolan.

Pondasi jlan pada zaman Romawai, termasuk jalan ia Appia,

merupakan tanah yang distabilkan dengan kapur. Kini kapur digunakan

dalam bidang pertanian, industri kimia, industri karet, industri kayu,

industri farmasi, industri baja, industri gula, dan industri semen.

Jenis kapur yang baik adalah kapur putih, yaitu yang mengandung

kalsium oksida yang tinggi ketika masih berbentuk kapur tohor (belum

berhubungan dengan air) dan akan mengandung banyak kalsium

hidroksida ketika telah berhubungan dengan air. Kapur tersebut

dihasilkan denga membakar batu kapur atau kalsium karbonat bersama

beserta bahan bahan pengotornya, yaitu magnesium, silikat, besi, alkali,

alumina, dan belerang. Proses pembakaran dilaksanakan dalam tungku

tanur tinggi yang berbentuk vertikal atau tungku putar pada suhu (800

1200) 0C. Kalsium karbonat terurai menjadi kalsium oksida dan karbon

dioksida dengan reaksi kimia sebagai berikut.

CaCO3 CaO + CO2

Kalsium oksida yang terbentuk disebut kapur tohor, dan jika

berhubungan dengan air akan menjadi kalsium hidroksida serta panas.

Reaksi kimianya adalah:

CaO + H2O Ca(OH)2 + panas



12 2


3/28




Proses ini dinamakan proses mematikan kapur (slaking) dan

hasilnya, yaitu kalsium hidroksida, sering disebut sebagai kapur mati.

Kecepatan berlangsungnya reaksi terutama bergantung pada kemurnian

kapur; makin tinggi kemurnian kapur yang bersangkutan makin besar

daya reaksinya terhadap air. Kapur mati dapat dibedakan menjadi tiga

kelompok, yaitu 1). Dapat dimatikan dengan cepat, 2). Dapat dimatikan

dengan agak lambat, dan 3). Dapat dimatikan dengan lambat.

Kapur mati didapatkan dengan menambahkan air secukupnya

(sekitar sepertiga dari berat kapur tohor). Dempul kapur diperoleh dengan

menambahkan air yang berlebihan pada kapur tohor. Pengikatan kapur

terjadi akibat kehilangan air akibat penyerapan oleh bata atau akibat

penguapan. Proses pengerasan berlangsung akibat reaksi

karbondioksida dari udara dengan kapur mati. Reaksinya adalah sebagai

berikut.

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

Dari reaksi kimia diatas terlihat bahwa akan terbentuk kembali

kristal kristal kalsium karbonat, yang mengikat massa heterogen itu

menjadi massa padat. Proses pengerasan ini berjalan lambat dan dapat

berlangsung bertahun tahun sebelum mencapai kekuatan yang penuh.

Agar dapat berlangsung , diperlukan aliran udara bebas untuk persediaan

karbondioksida yang dapat menembus bagian terdalam dari adukan

sehingga proses pengerasan dapat berlangsung menyeluruh.

Kapur putih ini cocok untuk menjernihkan plesteran langit langit,

untuk mengapur kamar kamar yang tidak penting dan garasi, atau untuk

membasmi kutu kutu dalam kandang. Jika digunakan sebagai bahan

tambah campuran beton, kapur putih akan menambah kekenyalan dan

memperbaiki sifat pengerjaan beton. Dengan menggunakan campuran

1:3, kapur putih dapat memperbaiki permukaan beton yang tidak

mengandung pori pori. Kapur putih merupakan komponen utama dan

bata yang terbuat dari pasir dan kapur. Kekuatan kapur sebagai bahan

pengikat hanya dapat mencapai sepertiga kekuatan semen portland.

b) Semen Hidrolik

Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan

mengeras di dalam air. Contoh semen hidrolik antara lain kapur hidrolik,



12 3


4/28




semen pozollan, semen terak, semen alam, semen portland, semen,

portland-pozollan, semen portland terak tanur tinggi, semen alumina dan

semen expansif. Contoh lainnya adalah semen portland putih, semen

warna, dan semen semen untuk keperluan khusus.

Kapur Hidrolik

Bahan

Sebagian besar (65-75)% bahan kapur hidrolik terbuat dari batu gamping, yaitu

kalsium karbonat beserta bahan pengikutnya berupa silika, alumina, magnesia

dan oksida besi.

Cara Pembuatan

Kapur hidrolik dibuat dengan cara membakar batu kapur yang mengandung silika

dan lempung sampai menjadi klinker dan mengandung cukup kapur dan silikat

untuk menghasilkan kapur hidrolik. Klinker yang dihasilkan haruss mengandung

cukup kapur bebas sehingga massa klinker itu dapat menghasilkan kapur tohor

setelah berhubungan dengan air.

Bila kadar alumina dan silika dalam batu kapur bertambah, maka panas yang

terjadi berkurang dan pada suatu saat reaksi antara air dan kapur tersebut

berhenti. Pada suhu tinggi, alumina dan silika berpadu dengan kalsium oksida,

kalsium silikat, dan alumina yang tidak mudah bergabung dengan air bila beradadalam bentuk gumpalan-gumpalan. Oleh karena itu, kapur tohor ditambahkan

pada saat pemberian air, sehingga gumpalan-gumpalan yang besar terpecah-

pecah menjadi serbuk halus akibat pengembangan kapur tohor.

Produksi Kapur di Indonesia

Bahan mentah yang biasa dipakai sebagai pozollan yang terdapat diIndonesia

umumnya berupa teras bahan, misalnya batu apung yang dihasilkan dari magma

gunung berapi yang mati.

Tanur untuk pembuatan kapur hidrolik ini bervariasi bentuknya, mulai dari yang

sederhana sampai yang berbentuk cerobong vertikal (silo). Karena tidak adanya

kontrol yang baik selama pembuatan kapur ini, kapur yang dihasilkan seringkali

memiliki kadar air yang cukup tinggi sehingga segera menyerap karbondioksida

dari udara dan membentuk kembali kalsium karbonat. Di daerah Padalarang

akan terlihat tungku-tungku vertikal pengolahan batu kapur yang hasilnya lebih

baik. Bahan pembakar tungku menggunakan kayu bakar ataupun batubara. Hasil



12 4


5/28




pembakaran kapur yang baik dapat dilihat dari hasil kapur tohor yang ringan,

kering dan berbentuk halus.

Secara sederhana, kapur hidrolik dapat dihasilkan dengan menghamparkan

beberapa kilogram kapur tohor dan kemudian memercikan air secukupnya. Jika

dilaksanakan dengan baik dan seksama, akan didapatkan kapur mati yang baik.

Jika dikehendaki hasil yang besar, sekitar 10-50 ton, hal itu perlu dilakukan di

dalam pabrik atau industri pengolahan batu kapur. Secara sederhana, proses

pembakaran kapur dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Sifat Sifat Kapur Hidrolik

Kapur hidrolik memperlihatkan sifat hidroliknya, namun tidak cocok untuk

bangunan-bangunan di dalam air, karena membutuhkan udara yang cukup untuk

mengeras. Sifat umum dari kapur adalah sebagai berikut:

a. Kekuatannya rendahb. Beratjenis rata-rata 1000 kg/m3.

c. Bersifat hidrolik

d. Tidak menunjukkan pelapukan

e. Dapat terbawa arus.

Perawatan kapur hidrolik dimulai setelah 1 (satu) jam dan diakhiri setelah 15

(lima belas) jam. Pengunaannya antara lain untuk adukan tembok, lapisan

bawah plesteran, plesteran akhir, bahan pencampur semen dan sebagai bahan

tambah jika beton akan diekspos.



12 5


6/28




Gambar 2.1Proses Pembuatan Kapur Hidrolik

Semen Pozollan

Pozollan adalah sejenis bahan yang mengandung silisium ataualuminium, yang

tidak mempunyai sifat penyemenan. Butirannya halus dan dapat bereaksi

dengan kalsium hidroksida pada suhu ruang serta membentuk senyawa-

senyawa yang mempunyai sifat-sifat semen.

Semen pozollan adalah bahan ikat yang mengandung silika amorf, yang apabila

dicampur dengan kapur akan membentuk benda padat yang keras. Bahan yang

mengandung pozollan adalah teras, semen merah, abu terbang, dan bubukan

terak tanur tinggi (SK.SNI T-15-1990-03:2).Teras alam dapat dibagi menjadi:

Batu apung, obsidian, scoria, tuff, santorin, dan teras yang dihasilkan dari

batuan vulkanik.

Teras yang mengandung silika amorf halus yang tersebar dalam jumlah

banyak dan dapat bereaksi dengan kapur Jika dibubuhl air serta

membentuk silikat yang mempunyai sifat hidrolik.

Teras buatan, meliputi abu batu, abu terbang (fly-ash) dari hasil residu

PLTU dan hasil tambahan dari pengolahan bijih bauksit. Teras buatan mi

dibuat dengan pembakaran batuan vulkanik dan kemudian menggilingnya.

Semen teras meliputi semua bahan semen yang dibuat dengan

menggunakan teras dan kapur tohor. yang tidak membutuhkan

pembakaran. Teras buatan ini digunakan sebagai bahan tambah dan

digunakan pada bangunan yang tidak memerlukan persyaratan konstmksi

yang khusus, tetapi menggunakan banyak bahan semen.

Semen Terak

Semen terak adalah semen hidrolik yang sebagian besar terdiri dari suatu

campuran seragam serta kuat dari terak tanur kapur tinggi dan kapur tohor.

Sekitar 60 %beratnya berasal terak tanur tinggi. Campuranini biasanya tidak

dibakar. Jenis semen terak ada dua, yaitu:

Bahan yang dapat digunakan sebagai kombmasi portland cement dalam

pembuatan beton dan sebagai kombinasi kapur dalam pembuatan adukan

tembok.



12 6


7/28




Bahan yang mengandung bahan pembantu berupa udara, yang digunakan

seperti halnya jenis pertama.

Terak tanur tinggi adalah suatu bahan non-metalik, yang sebagian besar terdiri

dari silikat, alumina silikat, kalsium dan senyawa basa lainnya, yang terbentuk

dalam keadaan cair bersama-sama dengan besi di dalam tanur tinggi.

Semen terak dibuat melalui proses tertentu yakni penggilingan, yang

menyebabkan terak itu bersifat hidrolik, sekaligus berkurang jumlah sulfatnya

yang dapat merusak. Terak tersebut kemudian dikeringkan dan ditambahi kapur

tohor dengan perbandingan tertentu. Seluruh bahan kemudian dicampur dan

dihaluskan kembali menjadi butiran yang halus.

Semen terak tidak begitu penting dalam struktur beton, tetapi cukupmenguntungkan jika digunakan untuk pekerjaan yang besar yang tidak begitu

mementingkan aspek kekuatan. Karena kadar alkali yang rendah semen terak

tidak memperlihatkan noda-noda oleh kadar alkali sehingga dapat digunakan

untuk pekerjaan yang khusus.

Semen Alam

Semen alam dihasilkan melalui pembakaran batu kapur yang mengandung

lempung pada suhu lebih rendah dari suhu pengerasan. Hasil pembakaran

kemudian digiling menjadi serbuk halus. Kadar silika, alumina dan oksida besi

pada serbuk cukup untuk membuatnya bergabung dengan kalsium oksida

sehingga membentuk senyawa kalsium silikat dan aluminat yang dapat dianggap

mempunyai sifat hidrolik.

Semen alam dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu: 1). Semen alam yang

digunakan bersama-sama dengan portland cement dalam suatu konstruksi, dan

2). Semen alam yang telah dibubuhi bahan pembantu, yaitu udara, yangfungsinya sama dengan jenis pertama.

Cara Pembuatan

Semen alam dibuat dengan cara membakar lempung batu kapur yang memilik

kadar lempung 13-35, kadar silika 10-20, kadar alumina 10-20, serta kadar

oksida besi 10-20. Setelah dibakar, kapur tersebut dibasahi dengan air untuk

mematikan kapur dan menghilangkan kapur bebas. Hasil pembekuannya disebut

klinker. Klinker tersebut



12 7


8/28




Kemudian digiling menjadi butiran yang berbentuk halus. Semen alam yang

dihasilkan biasanya mempunyai komposisi sebagai berikut:

- SiO2 22 - 29 %

-CaO 31-57 %

-MgO 1.5-2.2 %

-Fe2 O3 1.5-3.2 %

- Al2 O3 5.2 - 8.8 %

Semen alam tidak boleh digunakan di tempat yang langsung terekspos

perubahan cuaca, tetapi dapat digunakan dalam adukan beton untuk konstruksi

yang tidak memerlukan kekuatan tinggi.

Semen Portland

Semen portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam

pekerjaan beton. Menurut ASTM C-150,1985, semen portland didefinisikan

sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri

dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk

kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan

bahan utamanya.

Semen portland yang digunakan di Indonesia harus memenuhi syarat SII. 0013-

81 atau Standar Uji Bahan Bangunan Indonesia 1986, dan harus memenuhi

persyaratan yang ditetapkan dalam standar tersebut (PB.1989:3.2-8).

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 ditambah 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. Pemilihan tipe semen ini

kelihatannya mudah dilakukan karena semen dapat langsung diambil dari

sumbemya (pabrik). Hal itu hanya benar jika standar deviasi yang ditemui kecil,

sehingga semen yang berasal beberapa sumber langsung dapat digunakan.

Akan tetapi, jika standar deviasi hasil uji kekuatan semen besar, hal tersebut



12 8


9/28




akan menjadi masalah. Saat ini banyak tipe semen yang ada di pasaran

sehingga kemungkinan variasi kekuatan semennya pun besar (ACI 318-89:2-1).

Fungsi utama semen adalah mengikat butir-butir agregat hingga membentuk

suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butir-butir

agregat. Walaupun komposisi semen dalam beton hanya sekitar 10 %, namun

karena fungsinya sebagai bahan pengikat maka peranan semen menjadi

penting.

Proses Pembuatan Semen Portland

Semen portland dibuat dari serbuk halus mineral kristalin yang komposisi

utamanya adalah kalsium dan aluminium silikat. Penambahan air pada mineral

ini menghasilkan suatu pasta yang jika mengering akan mempunyai kekuatan

seperti batu. Berat jenis yang dihasilkan berkisar antara 3.12 dan 3.16 dan berat

volume sekitar 1500 kg/cm3 (Nawy, 1985:9). Bahan utama pembentuk semen

portland adalah kapur (CaO), silika (SiO3), alumina (Al2O3), sedikit magnesia

(MgO), dan terkadang sedikit alkali. Untuk mengontrol komposisinya, terkadang

ditambahkan oksida besi, sedangkan gipsum (CaSO4.H2O) ditambahkan untuk

mengatur waktu ikat semen.

Klinker dibuat dari batu kapur (CaCO3), tanah liat dan bahan dasar berkadar besi.

Bahan kapur di Indonesia tersedia melimpah. Kebanyakan pabrik semen

dibangun di dekat gunung kapur.

Pembuatan semen portland dilaksanakan melalui beberapa tahapan, yaitu:

1. Penambangan di quarry

2. Pemecahan di crushing plant

3. Penggilingan (blending)

4. Pencampuran bahan-bahan

5. Pembakaran (ciln)

6. Penggilingan kembali hasil pembakaran,

7. Penambahan bahan tambah (gipsum)

8. Pengikatan (packing plant)

Proses pembuatan semen portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu proses

basah dan proses kering.

Proses Basah



12 9


10/28




Pada proses basah, sebelum dibakar bahan dicampur dengan air (slurry) dan

digiling hingga berupa bubur halus. Proses basah umumnya dilakukan jika yang

diolah merupakan bahan-bahan lunak seperti kapur dan lempung.

Bubur halus yang dihasilkan selanjutnya dimasukan dalam sebuah pengering

(oven) berbentuk silinder yang dipasang miring (ciln). Suhu ciln ini sedikit demi

sedikit dinaikkan dan diputar dengan kecepatan tertentu. Bahan akan mengalami

perubahan sedikit demi sedikit akibat naiknya suhu dan akibat terjadinya sliding

di dalam ciln. Pada suhu 100 0C air mulai menguap; pada suhu 850 0C

karbondioksida dilepaskan. Pada suhu sekitar 1400 0C, berlangsung permulaan

perpaduan di daerah pembakaran, dimana akan terbentuk klinker yang terdiri

dari senyawa kalsium silikat dan kalsium aluminat. Klinker tersebut selanjutnya

didinginkan, kemudian dihaluskan menjadi butir halus dan ditambah dengan

bahan gipsum sekitar 1%-5%.

Proses Kering

Proses kering biasanya digunakan untuk jenis batuan yang lebih keras misalnya

untuk batu kapur jenis shale. Pada proses ini bahan dicampur dan digiling dalam

keadaan kering menjadi bubuk kasar. Selanjutnya, bahan tersebut dimasukkan

ke dalam ciln dan proses selanjutnya sama dengan proses basah. Lihat Gambar

2.2. (Gideon,1994:146).

Gambar 2.2Proses Pembuatan Semen

Dalam fabrikasi akhir, semen portland digiling dalam kilang peluru

(kogelmoles/ciln) hingga halus dan ditambahl beberapa bahan tambahan,



12 10


11/28




termasuk gipsum. Jenis semen yang diproduksi pabrik disesuaikan dengan

kebutuhan. Bagan alir dan proses fabrikasi semen portland dipabrik dapat dilihat

pada Gambar 2.3. Secara ringkas, proses pembuatan semen portland dapat

dijelaskan sebagai berikut (Nawy, 1985:9).

1. Bahan baku yang berasal dari tambang (quarry) berupa campuran CaO

SiO2, dan Al2O3 digiling (blended) bersama-sama beberapa bahan tambah

lainnya, baik dalam proses basah maupun dalam proses kering.

2. Hasil campuran tersebut dituangkan ke ujung atas ciln yang diletakan

agak miring.

3. Selama ciln berputar dan dipanaskan, bahan tersebut mengalir dengan

lambat dari ujung atas ke ujung bawah.

4. Temperatur dalam ciln dinaikkan secara perlahan hingga mencapai

temperatur klinker (clincer temperature) dimana difusi awal terjadi.

Temperatur mi dipertahankan sampai campuran membentuk butiran semen

portland pada suhu 1400 0C (2700 0F). Butiran yang dihasilkan disebut

sebagai klinker(clincer) dan memiliki diameter antara 1.5-50 mm.

5. Klinker tersebut kemudian didinginkan dalam clinker storage dan

selanjutnya dihancurkan menjadi butiran-butiran yang halus.

6. Bahan tambah, yakni sedikit gipsum (sekitar 1%-5%) ditambahkan untukmengontrol waktu ikat semen, yakni waktu pengerasan semen di lapangan.

7. Hasil yang diperoleh kemudian disimpan pada

sebuah cement silo untuk penggunaan yang kecil, yakni kebutuhan

masyarakat. Pengolahan selanjutnya adalah pengepakan dalam packing

plant. Untuk kebutuhan pekerjaan besar, pndistribusian semen dapat

dilakukan menggunakan capsule truck.



12 11


12/28




Gambar 2.3 Bagan Alir Proses Pabrikasi Semen

Sifat Dan Karakteristik Semen Portland

Semen yang satu dapat dibedakan dengan semen lainnya berdasarkan susunan

kimianya maupun kehalusan butimya. Perbandingan bahan-bahan utama

penyusun semen portland adalah kapur (CaO) sekitar 60%-65%, silika (SiO2)

sekitar 20%-25%, dan oksida besi serta alumina (Fe2O3 dan Al2O3) sekitar 7%-

12%. Sifat-sifat semen portland dapat iibedakan menjadi dua, yaitu sifat fisika

dan sifat kimia.

Sifat-sifat fisika semen meliputi kehalusan butir, waktu pengikatan, kekalan,

kekuatan tekan, pengikatan semu, panas hidrasi, dan hilang pijar. Berikut ini

adalah penjelasan untuk masing-masing sifat.

1. Kehalusan Butir

Kehalusan butir semen mempengaruhi proses hidrasi. Waktu pengikatan (setting

time) menjadi semakin lama jika butir semen lebih kasar. Kehalusan

penggilingan butir semen dinamakan penampang spesifik, yaitu luas butir

permukaan semen. Jika permukaan penampang semen lebih besar, semen akan

memperbesar bidang kontak dengan air. Semakin halus butiran semen, proses

hidrasinya semakin cepat, sehingga kekuatan awal tinggi dan kekuatan akhir

akan berkurang.

Kehalusan butir semen yang tinggi dapat mengurangi terjadinya bleeding atau

naiknya air ke permukaan, tetapi menambah kecenderungan beton untuk

menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut. Menurut

ASTM, butir semen yang lewat ayakan No.200 harus lebih dari 78%. Untuk

mengukur kehalusan butir semen digunakan "Turbidimeter" dari Wagner atau

"Air Permeability"dari Blaine.

2. Kepadatan (density)

Berat jenis semen yang disyaratkan oleh ASTM adalah 3.15 Mg/m3. Pada

kenyataannya, berat jenis semen yang diproduksi berkisar antara 3.05 Mg/m3

sampai 3.25 Mg/m3

. Variasi ini akan berpengaruh pada proporsi campuran



12 12


13/28




semen dalam campuran. Pengujian berat jenis dapat dilakukan menggunakan Le

Cliatelier Flaskmenurut standar ASTM C-188.

3. Konsistensi

Konsistensi semen portland lebih banyak pengaruhnya pada saat pencampuran

awal, yaitu pada saat terjadi pengikatan sampai pada saat beton mengeras.

Konsistensi yang terjadi bergantung pada rasio antara semen dan air serta

aspek-aspek bahan semen seperti kehalusan dan kecepatan hidrasi. Konsistensi

mortar bergantung pada konsistensi semen dan agregate pencampurya.

4. Waktu Pengikatan

Waktu ikat adalah waktu yang diperlukan semen untuk mengeras, terhitung dari

mulai bereaksi dengan air dan menjadi pasta semen hingga pasta semen cukup

kaku untuk menahan tekanan. Waktu ikat semen dibedakan menjadi dua: 1).

waktu ikat awal (initial setting time) yaitu waktu dari pencampuran semen dengan

air menjadi pasta semen hingga hilangnya sifat keplastisan, 2). waktu ikatan

akhir (final setting time) yaitu waktu antara terbentuknya pasta semen hingga

beton mengeras. Pada semen portland initial setting time berkisar 1.0 - 2.0 jam,

tetapi tidak boleh kurang dan 1.0 jam, sedangkan final setting time tidak boleh

lebih dari 8.0 jam.

Waktu ikatan awal sangat penting pada kontrol pekerjaan beton. Untuk kasus-

kasus tertentu, diperlukan initial setting time lebih dan 2.0 jam agar waktu

terjadinya ikatan awal lebih panjang. Waktu yang panjang ini diperlukan untuk

transportasi (hauling), penuangan (dumping/pouring) , pemadatan (vibrating) dan

penyelesaiannya (finishing). Proses ikatan ini disertai perubahan temperatur

yang dimulai terjadi sejak ikatan awal dan mencapai puncaknya pada waktu

berakhimya ikatan akhir. Waktu ikatan akan memendek karena naiknya

temperatur sebesar 30 0C atau lebih. Waktu ikatan ini sangat dipengaruhi oleh

jumlah air yang dipakai dan oleh lingkungan sekitamya.

Pengikatan semu diukur dengan alat "Vicat"atau "Gillmore". Pengikatan semu

untuk prosentase penetrasi akhir minimum pada semua jenis semen adalah

50%.

5. Panas Hidrasi



12 13


14/28




Panas hidrasi adalah panas yang terjadi pada saat semen bereaksi dengan air,

dinyatakan dalam kalori/gram. Jumlah panas yang dibentuk antara lain

bergantung pada jenis semen yang dipakai dan kehalusan butir semen. Dalam

pelaksanaan, perkembangan panas ini dapat mengakibatkan masalah yakni

timbulnya retakan pada saat pendinginan. Pada beberapa struktur beton,

terutama pada struktur beton mutu tinggi, retakan ini tidak diinginkan. Oleh

karena itu perlu dilakukan pendinginan melalui perawatan (curing) pada saat

pelaksanaan.

Panas hidrasi naik sesuai dengan nilai temperatur pada saat hidrasi terjadi.

Untuk semen biasa, panas hidrasi bervariasi mulai 37 kalori/gram pada

temperatur sekitar 5 0C hingga 80 kalori/gram pada temperatur 40 0C. Semua

jenis semen umumnya telah membebaskan sekitar 50% panas totalnya pada

satu hingga tiga hari pertama 70% pada hari ketujuh, serta 83-91% setelah 6

bulan. Laju perubahan panas ini bergantung pada komposisi semen.

Perkembangan panas hidrasi untuk berbagai jenis semen pada suhu 21 0C

ditunjukkan pada Tabel.2.1.

Tabel 2.1Perkembangan Panas Hidrasi Semen Portland pada Suhu 21 0C

6. Perubahan Volume (Kekalan)

Kekalan pasta semen yang telah mengeras merupakan suatu ukuran yang

menyatakan kemampuan pengembangan bahan-bahan campurannya dan

kemampuan untuk mempertahankan volume setelah pengikatan terjadi. Ketidak

kekalan semen disebabkan oleh terlalu banyaknya jumlah kapur bebas yang

pembakarannya tidak sempurna serta magnesia yang terdapat dalam campuran

tersebut. Kapur bebas itu mengikat air dan kemudian menimbulkan gaya-gaya

expansi. Alat uji untuk menentukan nilai kekalan semen portland adalah

"Autoclave Expansion of Portland Cement"cara ASTM C-151, atau cara Inggris,

BS, "Expansion by Le Chatellier".



12 14

Jenis Semen PortlandHari

1 2 3 7 28 90

Tipe I 33 53 61 80 96 104Tipe II - - - 58 75 -Tipe III 53 67 75 92 101 107Tipe IV - - 41 50 66 75

Tipe V - - - 45 50 -


15/28




Sifat-sifat semen portland sangat dipengaruhi oleh susunan ikatan oksida-oksida

serta bahan-bahan pengotor lainnya. Semen yang digunakan untuk membangun

suatu struktur hams mempunyai kualitas tertentu agar dapat berfungsi secara

efektif. Pemeriksaan secara berkala perlu dilakukan, baik pada saat pemrosesan,

saat menjadi bubuk semen maupun setelah menjadi pasta semen. Pemeriksaan

semen atau pengujian semen hams dilakukan sesuai dengan standar mutu.

Standar yang paling umum dianut di dunia adalah Standar ASTM, "American

Society for Testing and Material" C-150 dan British Standar (BS-12). Di

Indonesia, kita menggunakan Standar Industri Indonesia, (SII-0013-81) yang

mengadopsi ASTM C-150-80. SU kini telah diperbarui menjadi SNI.

7. Kekuatan Tekan

Kekuatan tekan semen diuji dengan cara membuat mortar yang kemudian

ditekan sampai hancur. Contoh semen yang akan diuji dicampur dengan pasir

silika dengan perbandingan tertentu, kemudian dibentuk menjadi kubus-kubus

berukuran 5x5x5 cm.

Setelah berumur 3, 7, 14 dan 28 hari dan mengalami perawatan dengan

perendaman, benda uji tersebut diuji kekuatan tekannya. Perkembangan

kekuatan tekan untuk. mortar dan beton yang menggunakan berbagai jenis

semen dapat dilihat pada Gambar 2.4 dan 2.5.

Gambar 2.4Perkembangan Kekuatan Tekan Mortar untuk Berbagai Tipe

Portland Cement



12 15


16/28




Gambar 2.5Perkembangan Kekuatan Tekan Beton untuk Berbagai Tipe

Portland Cement dengan FAS 0.49

Sifat dan Karakteristik Kimia Semen Portland

Senyawa Kimia

Secara garis besar, ada 4 (empat) senyawa kimia utama yang menyusun semen

portland, yaitu:

1. Trikalsium Silikat (3CaO. SiO2) yang disingkat menjadi C3S.

2. Dikalsium Silikat (2CaO. SiO2) yang disingkat menjadi C2S.

3. Trikalsium Aluminat (3CaO. AL2O3) yang di singkat menjadi C3A.

4. Tertrakalsium aluminoferrit (4CaO. AL2O3.Fe2O3)

yang disingkat menjadi C4AF.

Senyawa tersebut menjadi kristal-kristal yang saling mengikat/mengunci ketika

menjadi klinker. Komposisi C3S dan C2S adalah 70%-80% dari berat semen dan

merupakan bagian yang paling dominan memberikan sifat semen(Cokrodimuldjo, 1992). Semen dan air saling bereaksi. Persenyawaan ini

dinamakan proses hidrasi, dan hasilnya dinamakan hidrasi semen. Senyawa C3S

jika terkena air akan cepat bereaksi dan menghasilkan panas. Panas tersebut

akan mempengaruhi kecepatan mengeras sebelum hari ke-14. Senyawa C2S

lebih lambat bereaksi dengan air dan hanya berpengaruh terhadap semen

setelah umur 7 hari. C2S memberikan ketahanan terhadap serangan kimia

(chemical attack) dan mempengaruhi susut terhadap pengaruh panas akibat

lingkungan.



12 16


17/28




Kedua senyawa utama tadi membutuhkan air sekitar 21%-24% dari beratnya

untuk bereaksi. Senyawa C3S membebaskan kalsium hidroksida hampir tiga kali

dari yang dibebaskan oleh C2S. Jika kandungan C3S lebih banyak maka akan

terbentuk semen dengan kekuatan tekan awal yang tinggi dan panas hidrasi

yang tinggi, sebaliknya jika kandungan C2S lebih banyak maka akan terbentuk

semen dengan kekuatan tekan awal yang rendah dan ketahanan terhadap

serangan kimia yang tinggi.

Senyawa ketiga, C3A, bereaksi secara exothermic dan beraksi sangat cepat,

memberikan kekuatan awal yang sangat cepat pada 24 jam pertama. C3A

bereaksi dengan air yang jumlahnya sekitar 40% dari beratnya. Karena

persentasinya dalam semen yang kecil (sekitar 10%), maka pengaruhnya pada

jumlah air untuk reaksi menjadi kecil. Unsur ini sangat berpengamh pada nilai

panas hidrasi tertinggi, baik pada saat awal maupun pada saat pengerasan

berikutnya yang sangat panjang. Semen yang mengandung unsur C3A lebih dari

10% tidak akan tahan terhadap serangan sulfat.

Prinsip dasar pemilihan semen yang akan digunakan sebagai bahan campuran

beton yang tahan terhadap serangan sulfat adalah berapa banyak kandungan

senyawa C3A-nya. Semen yang tahan sulfat harus memiliki kandungan C3A tidak

lebih dari 5%. Semen yang kandungan C3A-nya tinggi, jika terkena sulfat yangterdapat pada air atau tanah akan mengeluarkan C3A yang bereaksi dengan

sulfat dan mengambang sehingga mengakibatkan retak-retak pada betonnya

(Cokrodimuldjo, 1992).

Untuk struktur drainase yang kandungan sulfatnya lebih tinggi dari normal, harus

digunakan bahan campuran beton yang tahan terhadap serangan sulfat. Semen

yang akan digunakan harus memiliki kandungan C3A sekitar 0.10%-0.20% (ACI

318-83:2-7). Semen portland Tipe II biasanya mengandung C3A lebih kecil dari

8% (ASTM C-150). Untuk struktur yang benar-benar akan terekspos serangan

sulfat, sebaiknya digunakan semen Tipe V, dimana kandungan C3A

maksimumnya sekitar 5% (ACI.318-83:2-7).

Senyawa keempat, yakni C4AF, kurang begitu besar pengaruhnya terhadap

kekerasan semen atau beton sehingga kontribusinya dalam peningkatan

kekuatan kecil. Komposisi kandungan senyawa yang dibutuhkan dalam semen

portland menurut standar ASTM C-150 dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2Karakteristik Senyawa Penyusun Semen Portland



12 17


18/28




Dari uraian di atas nampak bahwa perbedaan persentasi senyawa kimia akan

menyebabkan perbedaan sifat semen. Kandungan senyawa yang terdapat dalam

semen akan membentuk karakter dan jenis semen. Peraturan Beton 1989

(SKBI.1.4.53.1989) dalam ulasannya di halaman 1, membagi semen portland

menjadi lima jenis (SK.SNI T-15-1990-03-.2) yaitu:

1. Tipe I, semen portland yang dalam penggunaannya tidak memerlukan

persyaratan khusus sepertijenis-jenis lainnya.

2. Tipe II, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan

terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.

3. Tipe III, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan

awal yang tinggi dalam fase permulaan setelah pengikatan terjadi.

4. Tipe IV, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan panas

hidrasi yang rendah.

5. Tipe V, Semen portland yang dalam penggunaaimya memerlukan

ketahanan yang tinggi terhadap sulfat.

Komposisi kimia dari kelima jenis semen tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.3.(Nawy,1985:ll).

Tabel 2.3Prosentasi Komposisi Semen portland



12 18

Nilai

TrikalsiumSilikat

DikalsiumSilikat

Trikalsium Tetrakalsium

3CaO.SiO2 2CaO.SiCO2 Aluminat Aluminofferit

Atau Atau 3CaO.Al2O3 4CaO.Al2O3Fe2O3.

C3S C2S Atau Atau C4AFC3A

Penyemenan

Kecepatan

Baik

Sedang

Baik

Lambat

Buruk

Cepat

Buruk

Lambat

Reaksi

PelepasanPanas

Sedang Sedikit Banyak Sedikit

Hidrasi


19/28




Dalam SII 0013-1981 dan Ulasan PB 1989, semen Tipe I digunakan untuk

bangunan-bangunan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus. Semen

Tipe II yang memiliki kadar C3A tidak lebih dari 8% digunakan untuk konstruksi

bangunan dan beton yang terns menerns berhubungan dengan air kotor atau air

tanah atau untuk pondasi yang tertanam di dalam tanah yang mengandung air

agresif (garam-garam sutfat) dan saluran air buangan atau bangunan yang

berhubungan langsung dengan rawa. Semen Tipe III, memiliki kadar C 3A serta

C3S yang tinggi dan butirannya digiling sangat halus, sehingga cepat mengalamiproses hidrasi. Semen jenis ini dipergunakan pada daerah yang bertemperatur

rendah, terutama pada daerah yang mempunyai muslin dingin (winter season).

Semen Tipe IV mempunyai panas hidrasi yang rendah, kadar C3S-nya dibatasi

maksimum sekitar 35% dan kadar C3A-nya maksimum 5%. Semen tipe ini

digunakan untuk pekerjaan-pekerjaan yang besar dan masif, umpamanya untuk

pekerjaan bendung, pondasi berukuran besar atau pekerjaan besar lainnya.

Semen Tipe V digunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air laut, air

buangan industri, bangunan yang terkena pengaruh gas atau uap kimia yang

agresif serta untuk bangunan yang berhubungan dengan air tanah yang

mengandung sulfat dalam prosentase yang tinggi. Total alkali yang terkandung

dalam semen dalam campuran beton harus dibatasi sekitar 0.5%-0.6% (Stanton,

1940).

Sifat Kimia

Sifat kimia semen meliputi kesegaran semen, sisa yang tak larut dan yang paling

utama adalah komposisi syarat yang diberikan.



12 19

Komposisi Dalam Persen %Karakteristik Umum

C3S C2S C3A C4AF CaSO4 CaO MgQ

Tipe I, Normal 49 25 12 8 2.9 0.8 2.4 Semen untuk semua

Tujuan

Tipe II, Modifikasi 46 29 6 12 2.8 0.6 3Relatif sedikit pelepasan

panas, digunakan untuk

struktur besar

Tipe III, Kekuatan

Awal Tinggi56 15 12 8 3.9 1.4 2.6

Mencapai kekuatan awalyang tinggi pada umur 3

hari

Tipe IV, Panas

Hidrasi Rendah30 46 5 13 2,9 0.3 2.7

Dipakai pada bendunganbeton

Tipe V, Tahan Sulfat 43 36 4 12 2.7 0.4 1.6

Dipakai pada saluran danstruktur yang diekspose

terhadap sulfat.


20/28




1. Kesegaran Semen

Pengujian kehilangan berat akibat pembakaran (loss of ignition) dilakukan pada

semen dengan suhu 900-1000 0C. Kehilangan berat ini terjadi karena

kelembaban yang menyebabkan prehidrasi dan karbonisasi dalam bentuk kapur

bebas atau magnesium yang menguap.

Kelembaban ini disebabkan oleh atmosfir yang mengandung air, juga karena

karbondioksida yang terserap di atmostir. Kehilangan berat dari semen ini

merupakan ukuran dari kesegaran semen. Pemeriksaan kesegaran semen

dilakukan dengan cara mengambil satu gram semen dan menempatkannya

dalam platina bertemperatur 900-1000 0C, selama 15 menit. Dalam keadaan

normal, akan terjadi kehilangan berat sekitar 2 (batas maksimum sekitar 4).

2. Sisa Yang Tak Larut (Insoluble Residue)

Sisa bahan yang tak habis bereaksi adalah sisa bahan tak aktif yang terdapat

pada semen. Semakin sedikit sisa bahan ini, semakin baik kualitas semen.

Jumlah maksimum sisa tak larut yang dipersyaratkan adalah 0.85%.

Pemeriksaan bahan yang tak larut dapat dilakukan dengan mengaduk satu gram

semen dalam 40 ml air yang kemudian ditambahi dengan 10 ml HCL pekat.

Campuran tersebut selanjutnya dididihkan selama 10 menit dan volumenya

dibuat tetap. Jika terbentuk gumpalan, gumpalan tersebut harus dipecah dan

larutan disaring dengan kertas filter. Sisa yang tak larut disaring dan dicuci

dengan larutan Na2CO3+H2O+HCL, kemudian dicuci dengan air. Untuk

memperoleh sisa yang tak larut, kertas filter dikeringkan lalu dibakar dan

ditimbang.

3. Panas Hidrasi Semen

Seperti, yang telah. .diuraikan, hidrasi terjadi jika semen bersentuhan dengan air.

Proses hidrasi terjadi dengan, arah kedalam dan keluar. Maksudnya, hasil hidrasi

mengendap di bagian luar, semen yang bagian dalamnya belum terhidrasi

secara bertahap akan terhidrasi sehingga volumenya mengecil (susut): Reaksi ini

berlangsung lambat (sekitar 2 - 8 jam) sebelum mengalami percepatan setelah

kulit permukaan pecah.

Pada tahap berikutnya akan terbentuk pasta semen yang terdiri dari gel

(tobermorite).dan sisa semen yang tidak bereaksi, seperti kalsium Ca(OH)2, air

dan senyawa yang lainnya. Kristalin senyawa tersebut membentuk suatu



12 20


21/28




rangkaian tiga dimensi yang saling melekat secara acak, dan sedikit demi sedikit

mengisi ruangan yang ditempati air, lalu membeku dan mengeras sehingga

mempunyai kekuatan tertentu, Selama proses hidrasi berlangsung, akan keluar

panas yang dinamakan panas hidrasi. Pasta semen yang telah mengeras

memiliki strukfur berpori dengan ukuran yang sangat kecil, dan bervariasi

ukurannya sekitar 4 x 107 mm; Setelah hidrasi berlangsung, endapan pada

permukaan butiran semen akan menyebabkan difusi air ke bagian dalam yang

belum terhidrasi semakin sulit sehingga proses hidrasi menjadi lambat. Proses ini

dapat mencapai umur 50 tahun dalam peningkatan kekuatan beton.

4. Kekuatan Pasta Semen dan Faktor Air Semen (FAS)

Banyaknya air yang dipakai selama proses hidrasi akan mempengarnhi

karakteristik kekuatan beton jadi. Pada dasarnya jumlah air yang dibutuhkan

untuk proses hidrasi tersebut adalah sekitar 25 dari berat semen. Jika air yang

digunakan kurang dari 25, maka kelecakan atau kemudahan dalam pengerjaan

tidak akan tercapai.

Beton yang memiliki workability didefmisikan sebagai beton yang dapat dengan

mudah dikerjakan atau dituangkan (poured) ke dalam cetakan (forms, molds)

dan dapat dengan mudah dibentuk (Ilsley Hewes, 1942:224). Identifikasi dari

kemudahan pekerjaan ini adalah nilai konsistensi dari beton segar. Hal ini secara

khusus akan dibahas pada Bab 13. Kekuatan beton akan turun jika air yang

ditambahkan ke dalam campuran semakin banyak. Karena itu penambahan air

harus dilakukan sedikit demi sedikit sampai nilai maksium yang tercantum dalam

rencana tercapai.

Faktor air semen (FAS) atau water cement ratio (wcr) atau w/c adalah indikator

yang penting dalam perancangan campuran beton. Faktor air semen adalah

berat air dibagi dengan berat semen, yang dituliskan sebagai:

FAS = berat air/berat semen

FAS yang rendah menyebabkan air yang berada di antara bagian-bagian semen

sedikit dan jarak antara butiran-butiran semen menjadi pendek. Akibatnya,

massa semen lebih menunjukan keterkaitannya (kekuatan awal lebih

berpengaruh). Batuan semen mencapai kepadatan yang tinggi dan kekuatan

tekannya menjadi lebih tinggi (normal ratio sekitar 0.25-0.65) %.



12 21


22/28




Duff dan Abrams (1919) meneliti hubungan antara faktor air semen dengankekuatan beton pada umur 28 hari dengan uji silinder. Jika faktor air semen

semakin besar, kekuatan tekan akan menurun, seperti disajikan di Gambar 2.6.

Gambar 2.6Hubungan antara kekuatan tekan beton umur 7 hari dengan faktor

air semen menggunakan semen yang cepat mengeras

Gambar 2.6 menunjukkan peningkatan kekuatan beton yang ekstrem pada FAS

0.5 sampai 1.10. Hubungan antara variasi kuat tekan selama masa umur 28 hari

untuk beberapa FAS ditunjukkan pada Gambar 2.7.



12 22


23/28




Gambar 2.7 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton selama

masa perkembangannya

Dari Gambar 2.6 dan gambar 2.7 terlihat bahwa pada nilai FAS 0.4, semen telah

terhidrasi dengan baik dan mempunyai kekuatan tekan yang tinggi pada umur 28

hari. Jika diberi tambahan air, pori-porinya akan bertambah banyak. Akibatnya

beton lebih banyak berpori dan kekuatannya akan menurun.

Syarat Mutu Semen Portland

Semen portland yang digunakan untuk konstruksi sipil harus memenuhi syarat

mutu yang telah ditetapkan. Di Indonesia, syarat mutu yang dipergunakan adalah

SII.0013-81, "Mutu dan Cara Uji Semen Portland". Syarat mutu yang ditetapkan

oleh SII ini diadopsi dari syarat mutu ASTM C-150.

Syarat mutu semen portland, SII.0013-81 (ASTM.C-150)

Tabel 2.4Syarat Kimia



12 23

URAIANJenisSemen

I II III IV V

MgO,%,maksimum 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0

SO3,%,maksimum

C3A 8.0% 3.0 3.0 3.5 2.3 2.3

C3A 8.0% 3.5 - 4.5 - -

Hilang pijar, % maksimum 3.0 3.0 3.0 2.5 3.0Bagian tak larut, % maksimum 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

Alkali sebagai Na2O, %maksimum*)

0.6 0.6 0.6 0.6 0.6

C3S, % maksimum**) - - - 35 -

C2S, % maksimum**) - - - 40 -

C3A, % maksimum**) - 8 15 7 5

C3AF+2C3A, atau C4AF+C2F, - - - - 20++)

% maksimum**)

C3S+C3A, % maksimum - 58+) -


24/28




Keterangan:

+) Nilai ini berlaku bila disyaratkan panas hidrasi sedang bag! semen yang sedang diuji; pengujian panas

hidrasi tidak diperiksa.

++) Syarat ini tidak berlaku apabila nilai pemuaian karena sulfat yang terdapat pada syarat fisika diikutkan.

*) Hanya berlaku apabila digunakan dengan agregat beton yang reaktif terhadap alkali.*) Apabila perbandingan antara % Al2O3 dan % Fe2O3 lebih dari 0.64 maka perbandingan C3S, C2S, C3A dan

C4AF adalah sebagai berikut:

C3S = 3CaO.SiO2

= (4.071x%CaO) (7.600x%SiO2) (6.718x%Al2O3) (1.430x%Fe2O3) (2.852xSO3)

C2S = 2CaO.SiO2 = (2.867x%SiO2) - (0.7544x%C3S)

C3A = 3CaO. Al2O3 = (2.650x%Al2O3) - (1.692x%Fe2O3)

C4AF = 4CaO.Al2O3.Fe2O3 = 3.043x%Fe2O3

Apabila perbandingan Al2O3 dan Fe2O3 kurang dari 0.64 perbandingannya adalah:

C4AF+C2F = 4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 2CaO. Fe2O3

Sehingga perhitungan C4AF+C2F dan C3Smenjadi:

C4AF+C2F = 2.100x% Al2O3+1.702x% Fe2O3

C3S = (4.071x%CaO) - (7.600x%SiO2) - (4.479x% Al2O3) (2.859x% Fe2O3) - (2.852xSO3)

Dalam komposisi ini tidak terdapat C3A dalam semen, sedangkan C2S dapat dihitung seperti rumus di atas.

Tabel 2.5Syarat Fisika



12 24


25/28




*) Bila pemuaian karena sulfat disyaratkan; syarat ini berlaku sebagai ganti dari

nilai batas kadar

C3A dan C4AF+2C3A;seperti yang disyaratkan di syarat kimia.

Standar Pengujian

Tabel 2.6Standar Pengujian Sifat Fisika Menurut ASTM



12 25

No. UraianTipe Semen

I II III IV V

1

Kehalusan

Sisa diatas ayakan 0,09 mm, % 10 10 10 10 10

MaksimumDengan alat Vicat Blainey 2800 2800 2800 2800 2800

2

Waktu Pengikatan (setting time),

Menggunakan alat "Vicat"

Awal, menit minimum 45 45 45 45 45

Akhir, jam maksimum 8 8 8 8 8

Waktu Pengikatan (setting time),

menggunakan "Gillmore"

Awal, menit minimum 60 60 60 60 60

Akhir, jam maksimum 10 10 10 10 10

3

Kekalan; Pemuaian dalam 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80

autoclave, maksimum

4

Kekuatan tekan: - - - - -

1 hari kg/cm2, minimum - - 125 - -

1 + 2 hari kg/cm2, minimum 125 100 250 - 85

1 + 6 hari kg/cm2, minimum 200 175 - 70 150

1 +27 hari kg/cm2, minimum - - - 175 210

5Pengikatan semu (false set) 50 50 50 50 50

Penetrasi akhir, % minimum

6

Panas hidrasi - - - - -

7 hari, cal/g, maksimum - 70 - 60 -

28 hari, cal/g, maksimum - 80 - 70 -

7Pemuaian karena sulfat - - - - 0,45*)14 hari, %maksimum


26/28




Semen Portland Pozollan

Semen portland pozollan adalah campuran semen portland dan bahan-bahan

yang bersifat pozollan seperti terak tanur tinggi dan hasil residu PLTU. Semen

jenis ini biasanya digunakan untuk beton yang diekspos terhadap sulfat. Menurut

(SK.SNI T-15-1990-03:2), semen portland-pozollan dihasilkan dengan

mencampurkan bahan semen portland dan pozollan (15-40% dari berat totalcampuran), dengan kandungan SiO2 + Al2 O3 + Fe2 O3 dalam pozollan minimum

70% (SK.SNIT-1991-03:2).

Suatu konstruksi sipil yang menggunakan semen portland pozollan sebagai

bahan ikat harus memenuhi standar SII 0132 "Mutu dan Cara Uji Semen

Portland Pozollan atau syarat ASTM C.595-82, yaitu "Spesification for Blend

Hydraulic Cement. (SKBI.l. 4.53:4).

Abu terbang (fly ash) atau bahan pozollan lainnya yang dipakai sebagai bahan

campuran tambahan hams memenuhi "Spesification for Fly Ash and Raw or



12 26

Sifat Fisika ASTM Test

Kehalusan Butir(fineness)

- Air Permeability- Turbidimeter

- Sieving

C.204C.115

C.I 84 (No. 100 and 200, dry)

C.786(No.50,100,200,wet)

C.430 (No.325, wet)

Kepadatan (density) C.I 88

Konsistensi (concislency)

- Water requirement

- Konsistensi normalC.I 09

C.I 87

Pengikatan (setting lime)- Time of Set

- False Set

C.266 (Gillmore)C.191 (Vicat)

C.807 (Vicat Modifikasi)

C.451

Panas Hidrasi C.186

Perubahan Volume C.157

Kekuatan C.109

Keawetan (Durability)

- Air Content

- Reaksi Alkali

- Siilfnte expansion

C.185

C.227 (menggunakan Pyrex glass)

C.452 (untuk semen portland)


27/28




Calcined Natural Pozollan for Use as a Mineral Admixture in Portland Cement"

(ASTM C.618).

Semen Putih

Semen putih adalah semen portland yang kadar oksida besinya rendah, kurang

dari 0.5%. Bahan baku yang digunakan harus kapur mumi, lempung putih yang

tidak mengandung oksida besi dan pasir silika. Semen putih digunakan untuk

membuat star ubin/keramik dan benda yang, lebih banyak nilai seninya, tetapi

biasanya tidak digunakan untuk bangunan struktur. Semen putih telah diproduksi

secara massal di pabrik.

Semen Alumina

Semen alumina dihasilkan melalui pembakaran batu kapur dan bauksit yang

telah digiling halus pada temperatur 1600 0C. Hasil pembakaran tersebut

berbentuk klinker dan selanjutnya dihaluskan hingga menyerupai bubuk. Jadilah

semen alumina yang berwama abu-abu.

Semen alumina mempunyai kekuatan tekan awal yang tinggi, tahan terhadap

serangan asam dan garam-garam sulfat dan tahan api. Akan tetapi, jika

dipergunakan pada suhu lebih dari 29 0C, kekuatannya berangsur-angsur akan

berkurang. Oleh karena itu, jenis semen ini hanya dapat dipergunakan untuk

negara yang mempunyai musim dingin.

1.3 PENYIMPANAN SEMEN

Agar semen tetap memenuhi syarat meskipun disimpan dalam waktu lama, cara

penyimpanan semen perlu diperhatikan (PB, 1989:13). Semen harus terbebas

dari bahan kotoran dari luar. Semen dalam kantong harus disimpan dalam

gudang tertutup, terhindar dari basah dan lembab, dan tidak tercampur dengan

bahan lain. Semen dari jenis yang berbeda harus dikelompokan sedemikian rupa

untuk mencegah kemungkinan tertukarnya jenis semen yang satu dengan yang

lainnya. Urutan penyimpanan harus diatur sehingga semen yang lebih dahulu

masuk gudang terpakai lebih dahulu.

Semen curah harus disimpan di dalam silo yang terbuat dari baja atau beton dan

harus terhindar dari kemungkinan tercampur dengan bahan lainnya. Apabila

semen telah disimpan terlalu lama, perlu dibuktikan dulu bahwa semen tersebut

memenuhi syarat sebelum dipakai.



12 27


28/28




Untuk menghindari pecahnya kantong semen, tinggi maksimum timbunan zak

semen adalah 2 meter atau sekitar 10 zak. Jarak bebas antara bidang dinding

dan semen sekitar 50 cm, sedangkan jarak bebas antara lantai dan semen

sekitar 30 cm.

LATIHAN:

1. Jelaskan deskripsi dari semen

2. Sebutkanjenis-jenis semen hidrolik dan non-hidrolik!

3. Jelaskan proses pembuatan kapur hidrolik di Indonesia!

4. Apa yang dimaksud dengan pozollan? Apa saja yang dapat

dikelompokkan sebagai pozollan?

5. Bagaimana proses pembuatan a), semen terak, b). semen alam dan c).

semen portland?

6. Jelaskan apa yang dimaksud dengan proses basah dan proses kering

dalam pembuatan semen portland!

7. Jelaskan sifat dan karakteristik semen portland, baik sifat kimia maupun

fisika!

8. Jelaskan komposisi kimia dan kegunaan dari lima tipe semen portland!

9. Sebutkan dan Jelaskan empat unsur kimia utama penyusun semen

portland!

10. Jelaskan perkembangan kekuatan tekan (sampai dengan umur 28 hari)

beton yang menggunakan lima jenis semen portland dengan FAS 0.49!

11. Sebutkan dan Jelaskan syarat mutu semen portland sebagai campuran

beton!

12. Bagaimanakah cara penyimpanan semen portland?

dasar semen

Documents

Transcript of dasar semen