LAPORAN KERJA PRAKTEK SEMEN GRESIK - BAB III.pdf

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

III.1 Proses Pembuatan Semen

Semen (cement) adalah hasil industri dari paduan bahan baku: batu kapur/gamping

sebagai bahan utama dan lempung/tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil

akhir berupa padatan berbentuk bubuk/bulk, tanpa memandang proses pembuatannya, yang

mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. Bila semen dicampurkan dengan

air, maka terbentuklah beton. Beton nama asingnya, concrete-diambil dari gabungan

prefiks bahasa Latin com, yang artinya bersama-sama, dan crescere (tumbuh), yang

maksudnya kekuatan yang tumbuh karena adanya campuran zat tertentu.

Proses pembuatan semen pada dasarnya melalui beberapa tahapan, yaitu: proses

penyiapan bahan baku, proses penghancuran (crushing), penyimpanan dan pengumpanan

bahan baku, penggilingan dan pengeringan bahan baku, pencampuran(blending) dan

homogenasi, pemanasan awal (pre-heating) proses pembakaran (firring), pendinginan,

proses penggilingan akhir, proses pengisian.

III.2 Proses Penyiapan Bahan baku

III.2.1 Bahan baku Utama pembuatan semen

1. Batu Kapur

Susunan batu-batuan yang mengandung 50 % CaCO3 atau lebih sering disebut batu

kapur (gamping) atau dengan istilah Limestone. Dibedakan atas kandungan CaCO3

nya:

a. Batu Kapu kadar tinggi (High Grade), kandungan CaCO3nya tinggi,

yaitu: Lebih dari 97 – 99 %, MgO bersifat menyababkan ekspansi.

b. Batu Kapur kadar menengah (middle grade), kadar CaCOnya 88 -

90 %

c. Batu Kapur mutu rendah (Low Grade),kadar CaCO3nya rendah yaitu

berkisar 85 – 87 %.

Sifat Fisis:

37 Bab III Tinjauan Pustaka

Laporan Kerja Praktek

PT Semen Indonesia (persero) Tbk, Pabrik Tuban

Periode 1 Juli 2013 – 31 Juli 2013

Fase : Padat

Warna : Putih Kekuningan

Kadar Air : 7-10 H2O

Bulk Dencity : 1,3 ton/m3

Specific Gravity : 2,4 gram/cm3

Kandungan CaCO3 : 85-93%

Kandungan CaO

Low Lime :40-44%

High Lime : 51-53%

Kuat Tekan : 31,6 N/mm2

Silica Ratio : 2,6

Alumina Ratio :2,57

Sifat Kimia :

Mengalami Kalsinasi

CaCO3 → CaO + CO2

Warna Batu Kapur adalah putih dan akan berubah menjadi agak kecoklatan

jika terkontaminasi tanah liat atau senyawa besi. Komponen terbanyakpada

batu kapur adalah:

CaCO3, Al2O3, Fe2O3, SiO2 dan mineral lain dengan konsentrasi kecil.

2. Tanah Liat atau Clay

Tanah Liat mempunyai rumus senyawa kimia 2SiO3.2H2O (kaolinite) yang pada

umumnya dikenal masyarakat sebagai lempung atau clay. Untuk semen yang

diperlukan adalah kadar Al2O3 sehingga apabila jumlah SiO3 lebih banyak dari

Al2O3 maka tanah liat itu tergolong tanah liat yang kurang baik untuk digunakan.

Di alam, tanah liat yang baik biasanya mengandung SiO3 sebesar 46.5 %. Deposit

tanah liat terjadi dari hasil leburan batu-batuan silika yang kaya mineral. Clay pada

dasarnya terdiri atas berbagai variasi komposisi, yang pada umumnya merupakan





senyawa alumina silika dengan kadar H2O max 25% dan kadar Al2O3 minimal

14%.

III.2.2 Bahan Baku koreksi

Bahan baku ini dipakai apabila ada kekurangan pada salah satu komponen oksida

mineral pada pencampuran bahan baku utama. Bahan ini antara lain :

1. Pasir Besi (Fe2O3)

Pasir Besi dengan Fe2O3 (Ferri Oksida) sebagai komposisi tertinggi (70-80%)

terdapat pada pantai laut selatan pulau jawa. Pasir Besi selalu bercampur dengan

SiO2 ataupun Titan yang membahayakan produk semen. Pasir Besi berfungsi

juga sebagai penghantar panas dalam pembentukan luluhan terak semen. Pasir

Besi yang depositnya terdapat disepanjang pantai dan berkadar Fe2O3 15% dan

berwarna hitam. Sejak tahun 1998 sebagai pengganti pesir Besi digunakan

Copper slage. Bahan ini berasal dari limbah yang dihasilkan pabrik peleburan

tembaga PT. SMELTEHING Co,Gresik. Kandungan Fe2O3nya sekitar 52-

64%. Bentuk fisiknya berupa granular dan berwarna merah kehitaman.

2. Pasir Silika (SiO2)

Pasir Silika disebut juga Silica Sand mempunyai kandungan SiO2 yang tinggi

90-95%. Depositnya berbentuk gunung-gunung pasir silika dan berkadar SiO2

sekitar 90%. Semakin murni pasir silika, maka akan semakin putih warnanya

dan biasanya disebut pasir kuarsa yang berkadar SiO2 100%. Ini dipakai terus

sebagai bahan tambahan pada pembuatan semen apabila kadar SiO2nya masih

rendah.

3. Limestone High Grade (CaCO3)





Jika dalam proses pembuatan semen diindikasikan kadar CaOnya kurang maka

dapat digunakan Limestone High Grade atau (kadar CaO > 90%) sebagai bahan

koreksi.

III.2.3 Bahan baku tambahan

1. Gypsum

Gypsum adalah bahan tambahan pembuatan semen yang akan dicampur dengan

clinker pada penggilingan akhir. Gypsum yang dapat digunakan adalah gypsum

alami dan gypsum sintetic. Gypsum yang dipakai pada semen gresik adalah

gypsum sintetic. Kebutuhan Gypsum diperoleh dari Petrokimia Gresik. Dari

Petrokimia Gresik, gypsum diangkut dengan truck ke pabrik berupa kerikil.

Gypsum ini digunakan untuk bahan tambahan pembuatan semen type I atau

semen OPC.

Spesifikasi Gypsum:

Fase : padat

Warna : putih kotor

Kadar air : 10 % H2O

Bulk density : 1,4 ton/m3

Ukuran material : 0-30 mm

2. Trass

PT SG menggunakan trass untuk memproduksi semen PPC (Portland Pozzoland

Cement) yang dikonsumsi dari beberapa daerah Rembang dengan transportasi

truck.

III.3 Proses Pembuatan Semen





1. Poses basah

Pada prosess ini, bahan baku dipecah kemudian dengan menambahkan air dalam

jumlah tertentu serta dicampurkan dengan tanah liat. Bubur halus dengan kadar air

25-40% (slurry) dikasinasikan dalam tungku panjang(long rotary kiln)

Keuntungan :

Umpan lebuh homogen, semen yang diperoleh lebih baik

Efisiensi penggilingan lebih tinggi dan tidak memerlukan suatu unit

homoginizer

Debu yang timbul relatif sedikit

Kerugian:

Bahan bakar yang digunakan lebih banyak,butuh air yang cukup banyak.

Tanur yang digunakan terlalu panjang karena memerlukan zone dehidrasi

yang lebih panjang untuk mengendalikankadar air.

Biaya produksi lebih mahal.

2. Proses Kering

Pada proses ini bahan baku diolah (dihancurkan) di dslsm Raw Mill dalam keadaan

kering dan halus dan hasil penggilingan (tepung baku) dengan kadar air 0,5-1 %

diklasinasikan dalam rotary kiln.Proses ini menggunakan panas sekitar 1500-1900

kcal/kg kliner

Keuntungan :

Tanur yang digunakan relatif pendek

Panas yang dibutuhkan rendah, sehingga bahan bakar yang dipakai relatif

sedikit, dan membutuhkan air yang telatif sedikit pula.

Kapasitas produksi besar.

Kerugian :

Kadar air sangat mengganggu proses, karena material menempel pada alat.

Campuran umpan kurang homogen.

Banyak debu yang dihasilkan sehingga dibutuhkan alat penangkap debu.

Proses yang digunakan PT Semen Indonesia diPabrik Tuban adalah proses kering.

a) Porses penghancuran (crushing)





Alat utama untuk menghancurkan bahan baku adalah crusher. Bahan baku

hasil penambangan diangkut menggunakan dump truck dan kemudian dicurahkan

ke dalam hopper. Dimana fungsi dari hopper adalah sebagai alat penampung awal

untuk memasukaan ke ddalam crusher.

Crusher yang digunakan untuk mengancurkan batu kapur terdiri dari dua

bagian. Bagian yang pertama disebut vibrator, yang fungsinya untuk mengayak

atau menyaring batu kapur sehingga batu kapur yang ukurannya lebih kecil akan

langsung jatuh menuju belt conveyor. Batu kapur yang tertinggal akan secara

langsung menuju bagian yang kedua, yaitu bagian yang memiliki alat penghancur

yang dinamakan hammer. Setelah mengalami penghancuran, batu kapur tersebut

akan jatuh menuju belt conveyor yang sama.

b) Proses penympanan dan pengumpanan bahan baku

Setelah mengalami proses penghancuran, bahan-bahan tersebut dikirim

menuju tempat penyimpanan yaitu stock pile dengan menggunakan belt conveyor.

Umumnya, stock pile terdiri dri dua sisi yaitu sisi kanan dan kiri, jika pada

bagian kanan sedang digunakan sebagai proses, maka sisi bagian kiri akan diisi

bahan baku dari crusher. Begitu juga sebaliknya. Untuk mengatur letak

penimpanan bahan baku, digunakan tripper selain itu stock pile juga dilengkapi

dengan reclaimer. Dimana reclaimer ini berfungsi untuk memindahkan atau

menganbil raw material dari stock pile ke belt conveyor dengan kaprsitas tertentu,

sesuai dengan kebutuhan proses, alat ini juga berfungsi untuk menghomogenkan

bahan baku yang akan dipindahkan ke belt conveyor.

Selanjutnya bahan baku dikirim dengan menggunakan belt conveyor

menuju tempat penyimpanan kedua, yang biasa dikatakan merupakan awalan

masukan poses pembuatan semen, yaitu Bin.

Pengumpulan bahan baku kedalam sistem proses selanjutnya diatur oleh

weight feeder, yang diletakkan tepat dibawah bin. Prinsip kerja dari weight feeder

ini adalah mengatur kecepatan scavenger conveyor, yaitu alat untuk mengangkut

material dengan panjang tertentu dan mengatur jumlah bahan baku sehingga jumlah

bahan baku yang ada pada scavenger conveyor sesuai dengan jumlah yang

dibutuhkan. Selanjutnya bahan baku dijatuhkan ke belt conveyor dan dikirim ke

vertical roller mill untuk mengalami penggilingan dan pengeringan. Pada belt

conveyor terjadi pencampuran batu kapur, silica, pasir besi dan tanah liat.





c) Penggilingan dan Pengeringan bahan baku

Alat utama yang digunakan dalam proses penggilingan dan pengeringan

bahan baku adalah raw mill. Media pengeringanya adalah udara panas yang berasal

dari coller dan pre-heater. Udara panas tersebut juga berfungsi sebagai media

pembawa bahan-bahan yang telah halus menuju proses selanjutnya.

Bahan baku masuk kedala raw mill pada bagian tengah (tempat

penggilingan) sementara itu panas masuk kedalam bagian bawahnya. Material yang

sudah tergiling halus akan terbawa udara panas keluar raw mill melalui bagian atas

alat tersebut.

raw mill memiliki bagian yang dinamakan classifier yang berfungsi untuk

mengendalikan ukuran partikel yang boleh keluar dari raw mill, partikel dengan

ukuran besar dikembalikan ke dalam raw mill untuk mengalami penghalusan

selanjutnya sampai ukuran partikel mencapai ukuran yang diharapkan.

Sementara itu partikel yang ukuranya telah memenuhi kebutuhan akan

terbawa udara panas menuju cyclone. Dimana cyclone ini berfungsi untuk

memisahkan antara partikel yang cukup halus dan partikel yang terlalu halus

(debu). Partikel yang cukup halus akan turun ke bagian bawah cyclone dan dikirim

ke blending silo untuk mengalami pengadukan dan homogenasi. Partikel yang

terlalu halus (debu) akan terbawa udara panas menuju electrostatic precipitator.

Alat ini berfungsi untuk menangkap debu-debu tersebut sehingga tidak lepas ke

udara. Debu-debu yang ternangkap, di kumpulkan di dalam dust bin, sementara itu

udara akan keluar melalui stack.

d) Pencampuran (blending) dan homogenasi

Alat utama yang digunakan untuk mencampur dan menghomogenkan bahan

baku adalah blending silo, dengan media pengaduk adalah udara.

Bahan baku masuk ndari bagian atas blending silo, oleh karena itu alat

transportasi yang digunakan untuk mengirim bahan baku hasil penggilingan

blending silo adalah bucket elevator, dan keluar dari bagian baawah blending silo

dilakukan pada beberapa titik dengan jarak tertentu, dan diatur denagn

menggunakan valve yang sudah diatur waktu bukanya. Proses pengeluaran dari

beberapa titik dilakukan untuk memenuhi kehomogenan bahan baku.





e) Pemanasan awal (pre-heating)

Alat utama yang digunakan untuk proses pemanasan awal bahan baku

adalah pre-heater, sedangkan alat bantunya adalah kiln feed bin.

Setelah mengalami homogenasi di blending silo, material terlebih dahulu di

tampung di dalam kiln feed bin, bin ini merupakan tempat umpan yang akan masuk

ke dalam pre-heater, Ada 4 tahap pemanasan yang dilakukan dalam pre-heater.

Pertama hingga ketiga adalah dipanaskan oleh angin panas dari kiln, namun yang

ke empat adalah dibakar dengn api dan juga digunakan teknik cyclone sehingga

benar-benar terbakar sempurna bahan bahan tersebut hingga suhu yang diinginkan

sebelum masuk kiln adalah mencapai 850-900°c.

Output dari preheater ini adalah debu panas, karena titik didih bahan bahan

tersebut memang masih diatas suhu tersebut.

f) Pembakaran (firring)

Alat utama yang digunakan adalah tanur putar atau rotary kiln. Rotary kiln

adalah alat berbentuk silinder memanjang horizontal yang diletakkan dengan

kemirinngan tertentu. Dimana ujung satunya adalah tempat material masuk

sedangkan ujung lainya adalah tempat terjadinya pembakaran bahan bakar.

Material akan mengalami pembakaran dari temperatur endah ke temperatur tinggi.

Debu panas dari preheater yang mencapai 850-900°c akan langsung masuk

kiln. Di kiln akan disembur dengan serbuk batubara yang menyala dengan api

hingga suhu bagian dalam kiln mencapai 1400-1500°c.

Untuk mengetahui sistem kerja tanur putar, proses pembakaran bahan

bakarnya, tanur putar di lengkapi dengan gas analyzer. Gas analizer ini berfungsi

untuk mengendalikan kadar O2,CO, dan NOx pada gas buang jika terjadi kelebihan

atau kekurangan, maka jumlah bahan bakar dan udara bisa disesuaikan. Didalam

taunur putar terjadi proses kalsinasi, simntering, clinkering.

Bahan bakar dari kiln sendiri dihasilkan dari batu bara yang dihaluskan

hingga menjadi bubuk pada proses di coal mill





g) Pendinginan (cooling)

Alat utama yang digunakan untuk proses prndinginan clinker adalah cooler.

Cooler ini dilengkapi dengan alat penggerak material, sekaligus sebagai saluran

udara pendingin yang disebut grate dan alat pemecah clinker (clinker breaker).

Setelah proses pembentukan clinker selesai dilakukan dalam tanur putar,

clinker tersebut terlebih dahulu didinginkan didalam cooler sebelum disimpan

didalam clinker silo. Cooler yanng digunakan menggunakan udara luar sebagai

pendingin. Udara yang keluar dari cooler dimanfaatkan sebagai media pemanas

pada raw mill, sebagai pemasok udara panas pada kiln, dan sebagian lain di buang

ke udara bebas. Proses pendinginan ini sama seperti pre-heater, yaitu di ulangi

berkali kali hingga suhu clinker menjadi sekitar 90-100°c saja.

Setelah didinginkan clinker dikirim mrnuju tempat penyimpanan clinker

(clinker silo) dengan menggunakan alat transportasi yaitu deep pan conveyor.

Sebelum sampai di clinker silo, clinker akan melalui sebuah alat pendeteksi kapur

bebas, jika kandungan kapur bebas clinker melebihi batas yang diharapkan maka

clinker akan dipisahkan dan disimpan dalam bin tersendiri.

h) Penggilingan akhir

Alat utama yang digunakan pada penggilingan akhir, dimana terjadinya pula

penggilingan clinker dengan gypsum adalah ball mill. Alat ini berbentuk silinder

horizontal. Bagian dalam ball mill terbagi menjadi dua bagian untuk memisahkan

bola-bola baja yang berukuran besar dan berukuran kecil. Bagian utama didisi

dengan bola-bola baja yang berdiameter lebih besar dari pada bola-bola yang ada

pada bagian kedua. Prinsip penggunaan bola-bola baja dari ukuran yang besar ke

ukuran yang lebih kecil adalah bahwa ukuran bola-bola baja yang lebih kecil

menyebabkan luas kontak tumbukan antara bola-bola baja dengan material yang

akan digiling akan lebih besar sehingga diharapkan ukuran partikelnya akan lebih

halus.

Material yang telah mengalami peenggilingan kemudian diangkut oleh

bucket elevator menuju separator. Sparator berfungsi untuk memisahkan semen

yang ukuranya telah cukup halus dengan ukuran yang kurang halus. Semen yang

cukup halus dubawa udara melalui cyclone kemudian disimpan didalam silo

cement.





I) Packer

Setelah melalui tahap pengolahan akhir, maka semen dari silo semen akan

ditransportasikan dengan air slight menuju tempat packer.

Pada packer,hanya ada dua jenis semen yang di packing. Yaitu ordinary

portland cement (OPC) yang di packing dengan truk tabung langsung ke pelabuhan

untuk proyek proyek besar.

Sedangkan untuk semen jenis pozzolan portland cement (PPC) adalah

semen yang di packing untuk produksi rumahan yang biasa dijual dengan kemasan

40 kg atau 50 kg.

Atau bisa juga semen curah agar dapat di packing di pabrik cabang atau

juga dimasukkan juga ke dalam kapal.

Setelah dari kapal akan didistribusikan ke luar pulau, jika dengan

menggunakan truck,akan dikirim ke dalam pulau atau gudang gudang penyimpanan

yang ada.





Gambar III.3.1 Blok Diagram Proses Produksi

III.4 Jenis, Komposisi dan Sifat Semen

Komposisi semen terdiri atas senyawa-senyawa utama (mineral–mineral potensial)

sebagai penyusun semen yang terbentuk dari keempat oksida utama, yaitu :

a. C3S : Tricalsium Silicate, Alite. Sifatnya hampir sama dengan sifat semen, yaitu

apabila ditambahkan air maka akan menjadi kaku dan dalam beberapa jam saja

pasta semen akan mengeras. C3S menunjang penyusunan kekuatan awal semen

tinggi dan menimbulkan panas hidrasi kurang lebih 500 joule/gram. Kandungan

C3S pada Semen Portland bervariasi antara 20 - 60%.

b. C2S : Dicalcium Silicate, Belite. Pada penambahan air segera terjadi reaksi,

menyebabkan pasta mengeras dan menimbulkan sedikit panas yaitu 250





joule/gram. Pasta yang mengeras, perkembangan kekuatannya stabil dan lambat

pada beberapa minggu, kemudian mencapai kekuatan tekan akhir hampir sama

dengan C3S. Kandungan C2S pada Semen Portland bervariasi antara 20-60%.

c. C3A: Tricalcium Aluminate, Aluminate phase. Dengan air bereaksi menimbulkan

panas hidrasi yang tinggi yaitu ± 850 joule/gram. Perkembangan kekuatan

terjadi pada satu sampai dua hari, tetapi sangat rendah. Kandungan C3A

bervariasi antara 0-16%.

d. C4AF: Calcium Aluminoferrite, Ferrite phase. Dengan air bereaksi dengan cepat dan

pasta terbentuk dalam beberapa menit, menimbulkan panas hidrasi ± 420

joule/gram. Kandungan C4AF pada Semen Portland bervariasi antara 1-16 %.

Ini mempengaruhi warna abu–abu dari semen.

III.4.1 Semen Portland

Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menggiling

terak. Semen Portland terutama terdiri atas kalsium silikat yang bersifat hidrolis yang

digiling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih bentuk kristal

senyawa kalsium sulfat dan boleh ditambah dengan bahan tambahan lain. Definisi secara

umum Semen Portland adalah hydroulis binder yang dibuat dengan menggiling halus

Clinker Semen Portland dengan menambahkan 4 – 5 % Gypsum (CaSO4 . H2O).

Komposisi Kimia Semen Portland:

CaO antara 60-65%

SiO2 antara 19-25%

Al2O3 antara 2-8%

Fe2O3 antara 0,3-6%

MgO antara 1-6%

SO3 antara 1-3%

Alkali antara 0,5-1,5%

Komposisi spesifik Semen Portland tergantung pada jenis semen dan komposisi

bahan

baku yang dipergunakan.

Sifat-Sifat Fisika Semen Portland





a. Kehalusan (fineness)

Kehalusan disyaratkan karena akan menentukan luas permukaan partikel-

partikel semen, dan ini sangat berpengaruh pada proses hidrasi. Standart kehalusan

yang dipakai adalah sisa diatas ayakan 90 micron (170 mesh) atau 45 micron (325

mesh) atau dengan alat Blaine (Air Permiability Meter).

b. Waktu pengikatan (Setting Time)

Waktu pengikatan semen tidak boleh terlalu cepat dan tidak boleh terlalu

lambat. Hal ini bertujuan untuk mengendalikan sifat plastisitas dan workability dari

adonan mortar dan beton. Adapun pengukurannya biasa dilakukan dengan Vicat atau

Gillmore test.

c. Kekekalan bentuk

Syarat ini untuk pengendalian agar pada beton tidak terjadi pemuaian atau

penyusutan, karena dapat mengakibatkan kerusakan pada konstruksi. Alat yang dapat

dipakai untuk mengukur kekekalan bentuk adalah alat Le Chattelier Expansion atau

Autoclave.

d. Kekuatan tekan

Kekuatan tekan diukur dari kekuatan tekan terhadap pasta, mortar, dan beton.

Pasta adalah campuran antara semen dan air pada perbandingan tertentu.

Mortar adalah campuran antara semen, air dan pasir pada perbandingan tertentu.

Beton adalah campuran antara semen, air, pasir dan kerikil pada perbandingan

tertentu, kadang-kadang ditambahkan bahan tambahan (admixtur).

Umumnya kekuatan tekan didasarkan pada umur 28 hari pada normal curing.

Kekuatan tekan adalah sifat kemampuan menahan/memikul suatu beban tekan.

Kekuatan tekan merupakan sifat paling penting yang harus dipunyai selain sifat-sifat

yang lain yaitu kekuatan tarik dan kekuatan lentur.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan :

Kekuatan semen

Kekuatan agregat

Kualitas air

Faktor air semen





Kualitas admixture

e. Panas hidrasi

Hal ini diperlukan untuk mengontrol panas yang dilepas/ditimbulkan pada

reaksi hidrasi semen ini tidak terlalu besar, sebab akan dapat menimbulkan keretakan

pada beton. Pada pembuatan beton masa seperti dam atau raft foundation, selalu

dikendalikan agar suhu (temperature) beton tidak terlalu tinggi.

f. Pengikatan Semu (False set)

Yaitu terjadinya pengembangan sifat kekakuan dari adonan semen, mortar atau

beton tanpa terjadinya pelepasan panas yang banyak. Gejala tersebut akan hilang dan

sifat plastis akan dicapai kembali bila dilakukan pengadukan lebih lanjut tanpa

penambahan air. False set terjadi karena pada operasi penggilingan klinker dan

gypsum dilaksanakan pada suhu operasi yang terlalu tinggi sehingga terjadi dihidrasi

(pelepasan kristal hidrat) dari CaSO4.2H2O menjadi CaSO4.1/2 H2O.

g. Quick Set

Adalah gejala terjadinya pengembangan kekakuan yang terlalu cepat dari

adonan semen, mortar atau beton dengan disertai pelepasan panas yang cukup besar,

dimana kekakuan ini tidak dapat dihilangkan dengan pengadukan lebih lanjut tanpa

penambahan air.

h. Pemuaian karena Sulfat

Syarat ini diperlukan hanya untuk semen dengan ketahanan tinggi terhadap

sulfat (jenis V).

i. Warna

Di dalam standart SNI maupun ASTM, tidak ada persyaratan mengenai warna

semen. Disamping itu semen, baik gelap atau pucat, tidak ada pengaruhnya terhadap

kuat tekan atau kualitas semen. Warna semen ditentukan oleh kandungan C4AF dan

MgO, semakin tinggi kandungan C4AF dan MgO akan membuat warna semen

menjadi lebih gelap. Di sisi lain, MgO adalah komponen negatif pada semen yang

apabila jumlahnya terlalu banyak, dalam waktu yang lama dapat menyebabkan

pemuaian pada beton, dan ini dikenal sebagai “Magnesia expansion, sehingga di

dalam standart SNI dan ASTM kandungan MgO dibatasi maksimum 5 %. Sedangkan





pada C4AF, semakin tinggi C4AF maka C3A menjadi semakin rendah dan ini

mengakibatkan kuat tekan semen menjadi semakin rendah.

Hidrasi dan Pengerasan Semen Portland

Pengikatan dan pengerasan semen

Apabila semen dicampur dengan air, maka akan terjadi proses hidrasi. Secara

fisika akan nampak terjadi pasta yang plastis dan dapat dibentuk, sampai beberapa

waktu, lalu mulai terjadi pengerasan dan tidak dapat dibentuk.

Proses hidrasi semen

Semen terdiri atas beberapa senyawa, dengan demikian hidrasi semen terdiri

dari

beberapa reaksi kimia yang berjalan bersamaan. Sebagaimana telah disebutkan diatas,

bahwa semen mempunyai kandungan oksida utama yaitu C3S, C2S, C3A dan C4AF.

Oksida-oksida ini apabila ditambahkan air akan bereaksi sebagai berikut:

C3S + Air → C S H + Ca(OH)2 + Ca(OH)2

C2S + Air → C S H + Ca(OH)2

C3A + Air → C A H + Panas tinggi

C3A + Gypsum + Air → ettringite/trisulphate (menunda pengerasan)

C4AF + Air → C A F H + Ca(OH)2

Faktor-faktor yang mempengaruhi hidrasi semen adalah:

- Umur - Admixture

- Komposisi semen - Temperatur

- Kehalusan semen - Perbandingan jumlah air dan semen

Jenis Semen Portland dan Kegunaannya

Semen Portland diklasifikasikan dalam lima jenis, yaitu :

a. Semen portland tipe I (Ordinary Portland Cement)

Semen ini digunakan untuk keperluan konstruksi umum yang tidak memerlukan

persyaratan khusus yaitu :





Tidak memerlukan ketahanan sulfat

Tidak memerlukan persyaratan panas hydrasi

Tidak memerlukan kekuatan awal yang tinggi

Kegunaan : Gedung, jembatan, jalan raya, rumah pemukiman

Gedung, jembatan, jalan raya, rumah pemukiman.

Memenuhi :

SNI 15 - 2049 – 2004

ASTM C 150 - 04

BSS 12 - 78/89/91

JIS R 5210 - 1981

TYPICAL

TEST

RESULTS

I. CHEMICAL COMPOSITION :

Magnesium oxide (MgO) ...............................................……….% 0.78 6.00 max 6.00 max 4.00 maxSulphur trioxide (SO3) ..........................................…..% 1.70

when C3A < 8 % 3.00 max 3.00 max

when C3A > 8 % 3.50 max 3.50 max

when C3A < 3.5 % 2.50 max

when C3A > 3.5 % 3.50 max

Total alkali content-as Na2O equivalent...............% 0.38 0.60 max *1) 0.60 max *1)

Loss on ignition .................................................................% 2.11 3.00 max 5.00 max 3.00 maxInsoluble residue ……………………………………% 0.32 0.75 max 3.00 max 1.50 maxChlor (Cl) ……………………………………………….% 0.005 0.10 max

II. PHYSICAL PROPERTIES :

Fineness :

- Air permeability test with Blaine app. ................................................................m2/kg 324 280 min 280 min 275 min

Durability :

- Expansion in Autoclave................................................% 0.10 0.80 max 0.80 max 0.80 max

Compressive strength :

- 2 days ...........................................................................kg/cm2

(N/mm2) (21.8)

- 3 days ...........................................................................kg/cm2

200 122.4 min 125 min

- 7 days ..................................................................................kg/cm2

284 193.8 min 200 min

- 28 days ...........................................................................kg/cm2

(N/mm2) 378(50.9) 285.6 min *2) 280 min *2)

Time of setting (vicat test) :

- Initial ...................................................................................minutes 118 45 min 45 min 60 min

- Final set .......................................................................minutes 279 375 max 375 max

Soundness expansion (Le-Chatelier) …………mm 0.50 10 max

False Set :

- Final penetration ................................................................% 76.67 50 min*2) 50 min *2)

f/typical/tp semen/tp1.xl

*1) This limit may be specified when the cement is to be used in concrete with agregates that may be

deleteriously reactive (Optional chemical requirement apply only if specifically requested).

*2) Optional physical requirement apply only if specifically requested.

(42,5 - 62,5)

Portland CementPortland Cement

Class 42,5 N

Type I

( > 10 )

BS 12 : 1996

Ordinary

STANDARD REQUIREMENT

TYPICAL QUALITY OF PORTLAND CEMENT TYPE I

PRODUCED BY PT. SEMEN PADANG

DESCRIPTIONASTM C 150-95 a SNI 15-2049-2004

Type I Portland Cement





b. Semen portland tipe II

Semen yang mempunyai ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.

Semen ini digunakan untuk keperluan konstruksi yang memerlukan persyaratan :

Tahan terhadap sulfat sedang yaitu terhadap air tanah yang mengandung sulfat

antara 0,08 - 0,17 % atau yang dinyatakan mengandung SO3 + 125 ppm.

Tahan terhadap panas hydrasi sedang

Kegunaan :

Dermaga, bendungan

Bangunan di tanah berawa, bergambut dan tepi pantai

Soil cement

Misalnya untuk bangunan di pinggir laut, tanah rawa, dermaga, saluran irigasi, beton

massa dan bendungan.

Memenuhi :

SNI 15 - 2049 - 2004

ASTM C 150 - 04

c. Semen portland tipe III (High Early Strenght Cement) :

TYPICAL

TESTRESULTS


Silicon dioxide (SiO2) .....................................................% 21.20 20.00 min. 20.00 min.

Aluminum oxide (Al203) ................................................% 5.23 6.00 max. 6.00 max.

Ferric oxide (Fe2O3) .................................................% 3.69 6.00 max. 6.00 max.

Calcium oxide (CaO) ......................................................% 64.54

Magnesium oxide (MgO) ..................................................% 0.90 6.00 max. 6.00 max. 4.00 max.Sulphur trioxide (SO3) ..........................................................% 1.55 3.00 max. 3.00 max.

when C3A < 7.0 % 2.50 max.

when C3A > 7.0 % 3.00 max.

Loss on ignition ...........................................................% 2.73 3.00 max. 3.00 max. 3.00 max.

Insoluble residue .....................................................% 0.18 0.75 max. 1.50 max. 1.50 max.

Tricalcium aluminate (C3A) .................................................% 7.61 8.00 max. 8.00 max.

C3S + C3A .................................................................% 57.72 58.00 max.*3) 58.00 max.*3)

Total alkali content as Na2O equivalent ................................% 0.36 0.60 max. *1) 0.60 max. *1)

Chlor (Cl) …………………………………………….% 0.003 0.10 max.


Fineness :

- Air permeability test with Blaine app. ..........................................................................m2/kg 335 280 min. 280 min. 275 min.

Durability :

- Expansion in Autoclave .......................................................% 0.04 0.80 max. 0.8 max.


- 3 days .......................................................................kg/cm2

(N/mm2) 198 (19.4) 102.0 min. 100 min.

- 7 days .........................................................................kg/cm2

(N/mm2) 277 (27,2) 173.4 min. 175 min.

- 28 days .....................................................................kg/cm2

(N/mm2) 360 (35.3) 285.6 min. *2) 280 min. *2)


- Initial ..........................................................................minutes 110 45 min. 45 min. 60 min.

- Final ..........................................................................minutes 265 375 max. 375 max. 600 max.

Soundness expansion (Le-Chatelier) ………..mm 0.00 10 max.

Heat of hydration :

- 7 days .........................................................................cal/gr 67.30 70 max.*2) 70 max.*2) 59.75 max.

- 28 days ....................................................................................cal/gr 78.24 69.31 max.

False-set :

- Final penetration ........................................................% 77.15 50 min. *2) 50 min. *2) f/typical/tp semen/tp2.xl

*1) This limit may be specified when the cement is to be used in concrete with agregates that may be deleteriously reactive.

(Optional chemical requirements apply only if specifically requested).

*2) Optional physical requirements apply only if specifically requested.

*3) This limit applies when moderate heat of hydration is required and tests for heat of hydration are not requested.

(Optional chemical requirements apply only if specifically requested).

(8 N/mm2) min.

(14 N/mm2) min.

(28 N/mm2) min.

STANDARD REQUIREMENT BS 1370 : 1974

Moderate SulfateDESCRIPTION

ASTM C 150-95 a SNI 15-2049-2004


Resistance CementType IIType II





Semen jenis ini merupakan semen yang dikembangkan untuk

memenuhi

kebutuhan bangunan yang memerlukan kekuatan tekan awal yang tinggi setelah

proses

pengecoran dilakukan dan memerlukan penyelesaian secepat mungkin.

Memenuhi :

SNI 15 - 2049 - 2004

ASTM C 150 - 04

Semen ini digunakan untuk keperluan konstruksi yang memerlukan kekuatan awal yang

tinggi pada fase permulaan setelah pengikatan terjadi.

Kegunaan :

Pembuatan jalan beton

Landasan lapangan udara

Bangunan tingkat tinggi

Bangunan dalam air yang tidak memerlukan ketahanan thp sulfat.

TYPICAL

TESTRESULTS


Magnesium oxide (MgO) ...................................% 0.77 6.00 max. 6.00 max. 4.00 max.Total alkali content as Na2O equivalent ........................................% 0.32 0.60 max.*1) 0.60 max.*1)

Sulphur trioxide (SO3) …………………….. % 1.94

when C3A < 8,0 % 3.50 max. 3.50 max.

when C3A > 8,0 % 4.50 max. 4.50 max.

when C3A < 3.5 % 2.50 max

when C3A > 3.5 % 3.50 max

Loss on ignition ..................................................% 1.96 3.00 max. 3.00 max. 3.00 max.Insoluble residue ................................................% 0.18 0.75 max. 1.50 max. 1.50 max.

Tricalcium aluminate (C3A) ..............................................% 6.40 15 max.*2) 15 max.*2)

Chlor (Cl) …………………………………….. % 0.003 0.10 max.

II. PHYSICAL PROPERTIES :Fineness : - Air permeability test with Blaine app. ..........................................................................m

2/kg 398 350 min.

Durability : - Expansion in Autoclave .......................................................% 0.015 0.8 max. 0.8 max. Compressive strength :- 1 days .......................................................................kg/cm

2153 122.4 min. 125 min.

- 2 days .......................................................................(N/mm2) (28) (25) min.

- 3 days .......................................................................kg/cm2

280 244.8 min. 250 min. - 7 days .......................................................................kg/cm

2352

- 28 days .....................................................................kg/cm2

(N/mm2) 461(63) (52) min.

Time of setting (vicat test) :- Initial ..........................................................................minutes 100 45 min. 45 min. - Final ..........................................................................minutes 255 375 max. 375 max. Time of setting (Gillmore test) :- Initial ..........................................................................minutes 105 45 min- Final set ..........................................................................hours 4.20 10 maxSoundness expansion (Le-Chatelier) ………..mm 0.00 10 max.False-set :- Final penetration ........................................................% 79.71 50 min.*3) 50 min.*3)

f/typical/tp semen/tp3.xl

*) Portland Cement type III also known as : - Rapid Hardening Portland Cement or as

- High Early Strength Portland Cement

*1) This limit may be specified when the cement is to be used in concrete with agregates that may be deleteriously reactive.

(optional chemical requirements apply only if specifically requested).

*2) Optional chemical requirements : - C3A = 8 % max. for moderate sulfate resistance.

- C3A = 5 % max. for high sulfate resistance.

*3) Optional physical requirements

Portland CementType IIIType III

BS 12 : 1989

Rapid Hardening








d. Semen portland tipe IV

Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kalor hidrasi rendah.

e. Semen portland tipe V (High Sulfat Resistant)

Semen portland tipe V dipakai untuk konstruksi bangunan-bangunan pada

tanah/air yang mengandung sulfat tinggi dan sangat cocok untuk instalasi pengolahan

limbah pabrik, konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan dan

pembangkit tenaga nuklir.

Memenuhi :

SNI 15 - 2049 - 2004

ASTM C 150 - 04

Semen ini cocok dipakai untuk konstruksi bangunan yang memerlukan persyaratan :

Tahan terhadap sulfat tinggi, air tanah yang mengandung sulfat 0,17 - 1,67 %

(mengandung SO3 125 - 250 ppm).

Kegunaan :

TYPICAL

TESTRESULTS


Magnesium oxide (MgO) ..............................................................% 0.73 6.00 max. 6.00 max. 4.00 max.

Sulphur trioxide (SO3) C3A < 8 ...........................................................% 1.72 2.30 max. 2.30 max. 2.50 max.

Total alkali content as Na2O equivalent ............% 0.33 0.60 max.*1) 0.60 max.*1)

Loss on ignition .......................................................% 0.99 3.00 max. 3.00 max. 4.00 max.

Insoluble residue .................................................% 0.18 0.75 max. 1.50 max. 1.50 max.

Tricalcium aluminate (C3A) ...................................% 2.07 5.00 max.*6) 5.00 max.*6) 3.50 max.

C4AF + 2C3A or (C4AF + C2F) * ) ........................% 18.15 25 max. 25 max. 25 max.

LSF …………………………………………… 0.92


Fineness :

- Air permeability test with Blaine app. ........................................ m2/kg 309 280 min. 280 min.

Durability :

- Expansion in Autoclave .................................................% 0.035 0.8 max. 0.8 max.


- Initial ..................................................................minutes 160 45 min. 45 min.

- Final ......................................................................minutes 360 375 max. 375 max.

Time of setting (British Standard) :

- Initial ...................................................................................minutes 160 45 min

- Final set .......................................................................hours 6.0 10 max

Soundness expansion (Le-Chatelier) …. mm 0.00 10 max


- 3 days ............................................................. kg/cm2

(N/mm2) 160 (24.5) 81.6 min. 85 min. 20 min.

- 7 days ............................................................. kg/cm2

214 153 min. 160 min.

- 28 days ................................................................. kg/cm2

(N/mm2) 307 (42.6) 214.2 min. 210 min. 39 min.

False-set :

- Final penetration ............................................ % 77.75 50 min.*2) 50 min.*2)

Sulphate expansion :

-14 days ..................................................................% 0.032 0.040 max. 0.040 max. f/typical/tp semen/tp5.xl

*1) This limit may be specified when the cement is to be used in concrete with agregates that may be

deleteriously reactive. (Optional chemical requirements apply only if specifically requested).

*2) Optional physical requirements apply only if specifically requested.

*6) Does not apply when the sulfate expansion is specified. It shall be instead of the limits of

C3A and C4AF + 2C3A listed in the requirement of main chemical shall not be apply.

Type V

BS 4027 : 1980

High Sulphate

0.66 - 1.02




Resistance CementType V





Bangunan instalasi pengolahan limbah pabrik

Konstruksi dalam air

Jembatan, terowongan, dermaga

III.4.2 Semen Portland Pozollan (PPC)

Semen Portland Pozolan (PPC) merupakan suatu semen hidrolis yang terdiri dari

campuran yang homogen antara semen Portland dengan pozolan halus, yang diproduksi

dengan menggiling klinker semen portland dan pozzlan bersama-sama, atau mencampur

secara merata bubuk semen portland dengan bubuk pozolan, atau gabungan antara

menggiling dan mencampur, dimana kadar pozolan 6 % sampai dengan 40 % massa semen

portland

pozolan.Pozolan adalah bahan yang mengandung silika atau senyawanya dan alumina,

yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen, akan tetapi dalam bentuknya yang

halus dan dengan adanya air, senyawa tersebut akan bereaksi secara kimia dengan kalsium

hidroksida pada suhu kamar membentuk senyawa yang mempunyai sifat seperti semen.

Memenuhi :

SNI 15 - 0302 - 2004

ASTM C 595 – 03 a

TYPICAL

TEST

RESULTS


MgO .....................................................% 0.68 6.0 max. 6.0 max. 6.0 max. 6.0 max.

SO3 ................................................. % 1.27 4.0 max. 4.0 max. 4.0 max. 4.0 max.

Loss on ignition ...........................................................% 1.57 5.0 max. 5.0 max. 5.0 max. 5.0 max.


Fineness :

Sieve residue on 90 m ........................................% 2.5 10 max. 15 max

Air Permeability (Blaine) ...................................cm2/g 3294 2800 min 2800 min

Autoclave expansion ............................% 0.15 0.8 max. 0.8 max 0.8 max 0.8 max

Autoclave compaction ............................% - 0.2 max. 0.2 max 0.2 max 0.2 max


- Initial set ......................................................................minutes 145 45 min 45 min 45 min 45 min

- Final set ......................................................................hours 5.43 7 max. 7 max 7 max 7 max


- 3 days .......................................................................kg/cm2

172 125 min 106 min 133 min 112 min

- 7 days .................................................................................kg/cm2

239 200 min 164 min 204 min 184 min

- 28 days ........................................................................kg/cm2

365 320 min 205 min 255 min 255 min

Heat of hydration :

- 7 days ......................................................................cal/g 68.24 70 max 70 max 70 max

- 28 days .................................................................................cal/g 77.38 80 max 80 max 80 max

-

-

-

-

-

-

DESCRIPTION

IP.kIP.u


ASTM C 595 M-95 aSNI 15-0302-2004

IP IP (MS)





Portland Pozzolan Cement (PPC) (1998). Jenis semen ini untuk konstruksi umum dan

tahan terhadap sulfate dan panas hidrasi sedang.

Kegunaan :

Perumahan

Bendungan, dam dan irigasi

Bangunan tepi pantai dan daerah rawa/gambut

Bahan bangunan seperti genteng, hollow brick, polongan, ubin dll.

Macam-macam Pozzolan

1. Pozzolan alam (Natural Pozzolan)

Pozzolan yang terdapat di alam, seperti abu vulkanis atau purnice, tanah diatome

atau tufa.

2. Pozzolan buatan (Africial Pozzolan)

Pozzolan yang didapat dari hasil pembakaran tanah liat, pembakaran batubara,

berupa abu terbang (fly ash) dan abu sekam.

Jenis Semen Portland Pozzolan

Portland Pozzolan Cemen (PPC) diklasifikasikan dalam empat jenis, yaitu :

1. Jenis IP-U yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk semua tujuan

pembuatan adukan beton.

2. Jenis IP-K yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk semua tujuan

pembuatan adukan beton, semen untuk tahan sulfat sedang dan panas hidrasi sedang.

3. Jenis P-U yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk pembuatan

beton dimana tidak disyaratkan kekuatan awal yang tinggi.

4. Jenis P-K yaitu semen porland pozolan yang dapat dipergunakan untuk pembuatan

beton dimana tidak disyaratkan kekuatan awal yang tinggi, serta untuk tahan sulfat

sedang dan panas hidrasi rendah.

Sifat-Sifat Fisika Semen Portland Pozzolan

Sifat-sifat Semen Portland Pozzolan (PPC) secara umum sebagai berikut:

a. Sifat pengerjaan (Workability)





Campuran beton dan mortar menggunakan Semen Portland Pozzolan (PPC)

mempunyai sifat pengerjaan (workability) yang lebih mudah dan lebih baik daripada

campuran menggunakan Semen Portland jenis I (PC I). Hal ini terlihat bahwa adukan

mortar atau beton menggunakan Portland Pozzolan (PPC) memiliki plastisitas yang

lebih baik dibandingkan dengan yang menggunakan semen portland jenis I (PC I).

Dengan nilai slup yang sama akan diperoleh bahwa beton menggunakan PPC lebih

workable dari PC I, dan faktor kepadatan beton menggunakan PPC menjadi lebih

tinggi dari beton yang menggunakan PC I.

b. Waktu pengikatan

Penambahan Pozzolan pada Semen Portland akan memperpanjang waktu

pengikatan. Selisih waktu pengikatan akhir antara Semen Portland dengan Semen

Portland Pozzolan (PPC) sebesar 45 menit.

c. Panas hidrasi dan suhu beton

Apabila semen ditambahkan air, maka akan terbentuk Ca(OH)2 (kalsium

hidroksida) sebanyak ±30 % bagian berat semen, menurut persamaan reaksi:

2 (3CaO.SiO2) + 6 H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2

2 (2CaO.SiO2) + 4 H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2

Reaksi antara silica aktif dari Pozzolan dengan kalsium hidroksida berjalan

lambat, sehingga berkembangnya panas selama proses hidrasi berjalan lambat. Karena

hidrasi berjalan lambat maka Semen Portland Pozzolan (PPC) mempunyai panas

hidrasi yang lebih rendah dari Semen Portland Jenis I (PC I), dan relatif sama dengan

semen portland jenis II (PC II). Panas hidrasi semen berhubungan erat dengan suhu

beton, sehingga beton yang menggunakan Semen Portland Pozzolan (PPC) akan

mempunyai suhu beton yang lebih rendah dari beton yang menggunakan Semen

Portland jenis I (PC I).

d. Kekuatan tekan

Dengan penambahan bahan Pozzolan pada Semen Portland, maka akan

menurunkan kekuatan awal. Oleh karena pada Semen Portland Pozzolan (PPC) masih

terjadi reaksi antara silica aktif dari Pozzolan dengan kalsium hidroksida yang berjalan





terus dalam waktu yang lama, maka kekuatan PPC pada umur yang lama akan bisa

lebih tinggi dari Semen Portland jenis I (PC I).

e. Keawetan (durability)

Sebagaimana diketahui kalsium hidroksida hasil reaksi semen dengan air adalah

basa kuat, sehingga beton tidak tahan terhadap asam dan lingkungan yang

mengandung garam atau sulfat. Dengan adanya Pozzolan, maka peranan kalsium

hidroksida akan diperkecil, karena kalsium hidroksida akan bereaksi dengan silica dan

alumina aktif yang berasal dari Pozzolan membentuk kalsium silikat hidrat (CSH) dan

kalsium aluminat silikat hidrat (CASH), menurut persamaan:

Ca(OH)2 + AS → CSH + CASH

Sehingga dengan berkurangnya Ca(OH)2 beton akan mempunyai ketahanan yang

lebih baik. Disamping itu, dengan adanya Pozzolan juga akan memperkecil

kandungan

C3A, sehingga beton akan lebih tahan terhadap garam dan sulfat.

Kegunaan Semen Portland Pozzolan (PPC)

Konstruksi beton untuk bangunan-bangunan umum dan bertingkat tinggi.

Konstruksi beton massa yang membutuhkan panas hidrasi dan suhu beton yang

rendah, seperti Raft Foundation dan Dam / Bendungan.

Konstruksi bangunan di tepi pantai, bangunan dan saluran irigasi, dan tempat-

tempat dengan lingkungan garam agresif, dimana diperlukan bangunan yang tahan

terhadap serangan garam sulfat.

Bangunan yang memerlukan kekedapan tinggi seperti bangunan sanitasi dan bak

penampungan air.

Pekerjaan plesteran yang membutuhkan sifat pengerjaan yang plastis dan permukaan yang

lebih halus.

LAPORAN KERJA PRAKTEK SEMEN GRESIK - BAB III.pdf

Documents

Transcript of LAPORAN KERJA PRAKTEK SEMEN GRESIK - BAB III.pdf