BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Manusia pada hakikatnya membutuhkan tiga komponen penting dalam keberlangsungan hidupnya. Yakni pangan,sandang,dan papan. Papan memegang peranan penting sebagai tempat berteduh manusia,tempat berlindung dari serangan binatang buas,dan tempat berkumpul keluarga. Dalam perkembangannya papan diidentikkan dengan sebuah rumah atau hunian. Dan semakin maju teknologi,semakin berkembang pula jenis papan ini. Saat ini untuk membangun papan atau hunian terdapat dua bahan baku yang tidak dapat dipisahkan yakni,semen dan keramik. Dalam perkembangan manusia, khususnya dalam bidang papan sering kali kita mendengar bahwa nenek moyang kita mampu membuat bangunan yang hanya berasal dari batu yang direkatkan. Sebagai contoh adalah candi Borobudur,candi prambanan,dan tembok raksasa cina yang konon hanya direkatkan oleh ketan. Hal ini menunjukkan adanya bahan perekat dalam bangunan. Sebelum mencapai bentuk seperti sekarang, perekat dan penguat bangunan ini awalnya merupakan hasil percampuran batu kapur dan abu vulkanis. Pada abad ke 18 seorang insinyur berrnama John Smeaton menggunakan campuran tanah liat dan batu kapur saat membangun menara suar Eddystone di lepas pantai Cornwall, Inggris, campuran digunakannya hampir sama dengan bahan penyusun semen saat ini. Selain itu,untuk membangun bangunan dibutuhkan keramik sebagai bahan baku untuk lantai. Awal mulanya keramik muncul dan berkembang di Negara Korea (dahulu Korea Selatan dan Korea Utara menyatu).Sejak awal Dinasti Goryeo (935-1392),banyak mempergunakan keramik hijau. Namun saat Dinasti Joeseon berkuasa justru banyak digunakan keramik putih akibat pengaruh konfusianisme. Pada tahun 1590-an,Jepang menginvasi Korea yang menyebabkan rusaknya ekonomi dan tatanan masayrakat Korea. Juga menghancurkan perkembangan keramik putih. Saat ini kata keramik tidak hanya identik dengan pajangan maupun bahan baku lantai,namun berarti juga gerabah,genteng,porselen,dan lain sebagainya.

1

1.2 Tujuan Makalah

Penyusunan makalah ini bertujuan untuk: 1. Mengetahui definisi semen dan keramik. 2. Mengetahui berbagai jenis semen dan keramik. 3. Mengetahui cara pembuatan semen dan keramik dalam industri.4. Mengetahui cara pengolahan limbah semen dan keramik dari industri.

1.3 Rumusan Masalah

1. Apa pengertian semen dan keramik?2. Bagaiman klasifikasi semen dan keramik?

3. Apa karakteristik dari setiap jenis semen dan keramik? 4. Bagaiman proses pembuatan semen dan keramik dalam industri?5. Bagaimana cara menanggulangi limbah dari industri semen dan keramik?

1.4 Manfaat

2

Diharapkan dengan adanya makalah ini,pembaca dapat mengambil pengetahuan mengenai semen dan keramik dan menjadikan makalah ini sebagai referensi untuk pengembangan usaha atau industri yang bergerak di bidang semen dan keramik.

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 KERAMIK 2.1.1 Definisi keramik

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran. Istilah keramik mencakup material sintetik yang komponen pentingnya berupa material nonlogam anorganik. Definisi yang luas ini meliputi semen, beton, dan kaca disamping produk lempung yang dibakar lebih tradisional seperti batu bata, genteng, tembikar dan porselin. (Oxtoby.2003:284)

3

Kamus dan ensiklopedia tahun 1950-an mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari tanah liat yang dibakar, seperti gerabah, genteng, porselin, dan sebagainya. Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat. (Yusuf, 1998:2) Umumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal dan kimia dibandingkan elemennya. Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah felspard, ball clay, kwarsa, kaolin, dan air. Sifat keramik sangat ditentukan oleh struktur kristal, komposisi kimia dan mineral bawaannya. Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada lingkungan geologi dimana bahan diperoleh. Secara umum strukturnya sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas. Kurangnya beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang jelek. Di samping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Secara umum keramik mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.

2.1.2

Sejarah keramik

Pembuatan tembikar merupakan salah satu industri yang paling tua dalam sejarah manusia. Bangkitnya peradaban dari keadaan primitif ditandai dengan di temukannya serpihan-serpihan tembikar.Tak seorang pun mengetahui kapan tembikar pertama kali di bentuk oleh tangan manusia dari lempung basah dan dibiarkan mengeras di panas matahari. Tembikar ini digunakan sebagai wadah menyimpan kacang-kacangan dan biji-bijian, tetapi ketika dituangkan air ke dalamnya tembikar ini kehilangan bentuknya dan luluh menjadi lumpur tak berbentuk. Kemudian seseorang menemukan bahwa lempung yang dimasukkan ke dalam api yang membara mempunyai sifat tahan air dan menjadi sekeras batu. Museum-museum banyak yang menyimpan berbagai tembikar yang dikembangkan secara terpisah oleh berbagai suku bangsa dan merupakan bukti kebudayaan masing-masing suku tersebut. Barang cetakan yang dibuat 24.000 tahun lalu di

4

Republik Ceko adalah benda keramik bakar pertama yang ditemukan sejauh ini. Dengan pembakaran lempung, dimulailah seni dan ilmu keramik. 2.1.3 Klasifikasi keramik Pada prinsipnya keramik terbagi atas dua kategori yaitu : Keramik tradisional Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk keramik ini adalah: barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory). Keramik halus Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik, advanced ceramic, engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksida logam (Al2O3, ZrO2, MgO,dll). Penggunaannya: elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis. (Joelianingsih, 2004)

Keramik Berbahan Dasar Lempung1. Gerabah (Earthenware), dibuat dari semua jenis bahan tanah liat yang plastis dan mudah

dibentuk dan dibakar pada suhu maksimum 1000C. Keramik jenis ini struktur dan teksturnya sangat rapuh, kasar dan masih berpori. Agar supaya kedap air, gerabah kasar harus dilapisi glasir, semen atau bahan pelapis lainnya. Gerabah termasuk keramik berkualitas rendah apabila dibandingkan dengan keramik batu (stoneware) atau porselin. Bata, genteng, paso, pot, anglo, kendi, gentong dan sebagainya termasuk keramik jenis gerabah. Genteng telah banyak dibuat berglasir dengan warna yang menarik sehingga menambah kekuatannya.2.

Keramik Batu (Stoneware), dibuat dari bahan lempung plastis yang dicampur dengan

bahan tahan api sehingga dapat dibakar pada suhu tinggi (1200-1300C). Keramik jenis ini mempunyai struktur dan tekstur halus dan kokoh, kuat dan berat seperti batu. Keramik jenis termasuk kualitas golongan menengah.5

3. Porselin (Porcelain), adalah jenis keramik bakaran suhu tinggi yang dibuat dari bahan

lempung murni yang tahan api, seperti kaolin, alumina dan silika. Oleh karena badan porselin jenis ini berwarna putih bahkan bisa tembus cahaya, maka sering disebut keramik putih. Pada umumnya, porselin dipijar sampai suhu 1350C atau 1400C, bahkan ada yang lebih tinggi lagi hingga mencapai 1500C. Porselin yang tampaknya tipis dan rapuh sebenarnya mempunyai kekuatan karena struktur dan teksturnya rapat serta keras seperti gelas. Oleh karena keramik ini dibakar pada suhu tinggi maka dalam bodi porselin terjadi penggelasan atau vitrifikasi. Secara teknis keramik jenis ini mempunyai kualitas tinggi dan bagus, disamping mempunyai daya tarik tersendiri karena keindahan dan kelembutan khas porselin. Juga bahannya sangat peka dan cemerlang terhadap warna-warna glasir.4. Keramik Baru (New Ceramic), adalah keramik yang secara teknis, diproses untuk keperluan

teknologi tinggi seperti peralatan mobil, listrik, konstruksi, komputer, cerobong pesawat, kristal optik, keramik metal, keramik multi lapis, keramik multi fungsi, komposit keramik, silikon, bioceramic, dan keramik magnit. Sifat khas dari Bahan Galian Industri material keramik jenis ini disesuaikan dengan keperluan yang bersifat teknis seperti tahan benturan, tahan gesek, tahan panas, tahan karat, tahan suhu kejut seperti isolator, bahan pelapis dan komponen teknis lainnya Badan keramik adalah bagian utama dalam pembuatan keramik dan bahan utamanya biasa disebut dengan bahan mentah keramik. Contoh bahan mentah keramik alam seperti kaolin, lempung, felspar, kuarsa, pyrophillit dan sebagainya. Sedangkan bahan keramik buatan seperti mullit, SiC, Borida, Nitrida, H3BO3 dan sebagainya.

2.1.4

Sifat Keramik

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada kebanyakan jenis keramik adalah britle atau rapuh, hal ini dapat kita lihat pada keramik jenis tradisional seperti barang pecah belah, gelas, kendi, gerabah dan sebagainya, coba jatuhkan piring yang terbuat dari keramik bandingkan dengan piring dari logam, pasti keramik mudah pecah, walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu, terutama jenis keramik hasil sintering, dan campuran sintering antara keramik dengan logam. sifat lainya adalah tahan suhu tinggi, sebagai contoh keramik tradisional yang terdiri dari clay, flint dan feldfar tahan sampai dengan suhu 1200 0C, keramik engineering seperti

6

keramik oksida mampu tahan sampai dengan suhu 2000 0C dan kekuatan tekan tinggi, sifat ini merupakan salah satu faktor yang membuat penelitian tentang keramik terus berkembang.

2.2 2.2.1

SEMEN Definisi semen

Semen berasal dari kata Caementum yang berarti bahan perekat yang mampu mempesatukan atau mengikat bahan-bahan padat menjadi satu kesatuan yang kokoh atau suatu produk yang mempunyai fungsi sebagai bahan perekat antara dua atau lebih bahan sehingga menjadi suatu bagian yang kompak atau dalam pengertian yang luas adalah material plastis yang memberikan sifat rekat antara batuan-batuan konstruksi bangunan. 2.2.2 Sejarah semen

Sejarah penggunaan semen sebenarnya telah dimulai berabad-abad yang lalu, terbukti dengan banyaknya bangunan atau peninggalan sejarah yang menggunakan semen yang masih berdiri sampai sekarang, misalnya Piramida dan Sphinx di mesir, Colloseum dan jaringan jaringan Aquaduct (pengairan) di romawi, serta penggunaan tanah liat untuk bangunan oleh orang-orang Assyria dan Babilonia di Timur Tengah. Meskipun penggunaan mineral semen telah dilakukan berabad-abad lamanya,hanya sedikit yang diketahui tentang susunan kimiawinya. Baru pada akhir abad 17setelah Revolusi Industri yang bermula dari daratan Eropa, banyak peneliti dan ilmuwan berusaha mengembangkan proses pembuatan semen dengan metode yang lebih baik. Daripeneliti-peneliti tersebut, tercatat antara lain John Smeaton (Inggris,1956) yangditugaskan untuk membangun sebuah mercu suar di Selat Inggris, menemukan suatucampuran kapur dan tanah liat yang akan mengeras dibakar ( Hydroulic Lime ) ; Big Bryan (Inggris,1780) ; james Parker (1797) yang meneliti Roman Cement yang berasal dari batu kapur dan batu silica LJ Vicat (Perancis,1824), serta David O. Saylor (Amerika Serikat,1850 ). Joseph Aspdin memperoleh hak paten dengan penemuannya mengenai sejenis semen yang didapatkan dari kalsinasi campuran

7

batu kapur dengan tanah liat dan menggiling hasilnya menjadi bubuk halus yang kemudian dikenal dengan nama Portland Cement .Dua puluh tahun setelah hak paten dari Joseph Aspdin, barulah semen mulai diproduksi dengan kualitas yang dapat diandalkan (Tahun 1850, 4 buah pabrik semen tanur tegak berdiri di Inggris). Selain itu tercatat nama seorang ilmuwan I.C Johnson yang berjasa meletakkan dasar-dasar proses kimia pada pembuatan semen.

BAB III PEMBAHASAN 3.1 Industri Keramik.

Industri keramik yang terdiri dari ubin (tile), saniter, perangkat rumah tangga (tableware), dan genteng telah memberikan kontribusi signifikan dalam mendukung pembangunan nasional melalui penyediaan kebutuhan domestik, perolehan devisa dan penyerapan tenaga kerja. Dengan memanfaatkan potensi sumber daya alam seperti lempung, feldspar dan pasir silika yang tersebar di berbagai daerah, industri keramik terus tumbuh baik dalam kapasitas maupun tipe dan desain produk yang semakin berdaya saing tinggi. Kondisi ini dapat terlihat pertumbuhan rata rata sekitar 6% dan perolehan devisa yang mencapai US$ 220 juta pada tahun 2008 ataau meningkat

8

dibandingkan dengan tahun 2007 sebesar US$ 212 juta serta penyerapan tenaga kerja lebih dari 200.000 orang. Saat ini kapasitas kapasitas industri keramik tile mencapai 327 juta m2, keramik saniter 4,6 juta pcs dan keramik tableware 268 juta pcs, sehingga untuk keramik telah menempatkan Indonesia sebagai produsen keramik terbesar dunia setelah China, Italy, Spanyol, Turki dan Brazil. Industri keramik meliputi industri bahan baku, industri bahan penolong dan industri bahan setengah jadi serta produk keramik seperti tile, saniter dan tableware dan alat laboratorium meliputi KBLI 26201 s/d 26209 atau HS 6901 s/d 6914. Adapun karakteristik industri keramik meliputi : Padat energi Padat karya Penggunaan bahan baku tambang yang tidak dapat diperbaharui.

3.1.1

Bahan Baku Pembuatan Keramik

a.

Clay Clay atau tanah liat ialah kata umum untuk partikel mineral berkerangka dasar silikat yang berdiameter kurang dari 4 mikrometer. Lempung mengandung leburan silika dan aluminium yang halus. Unsur-unsur silikon, oksigen, dan aluminum adalah unsur yang paling banyak menyusun kerak bumi. Lempung terbentuk dari proses pelapukan batuan silika oleh asam karbonat dan sebagian dihasilkan dari aktivitas panas bumi. Lempung membentuk gumpalan keras saat kering dan lengket apabila basah terkena air. Sifat ini ditentukan oleh jenis mineral lempung yang mendominasinya. Mineral lempung digolongkan berdasarkan susunan lapisan oksida silikon dan oksida aluminium yang membentuk kristalnya. Golongan 1:1 memiliki lapisan satu oksida silikon dan satu oksida aluminium, sementara golongan 2:1 memiliki dua lapis golongan oksida silikon dan satu lapis oksida aluminium. Mineral lempung golongan 2:1 memiliki sifat elastis yang kuat,

9

menyusut saat kering dan membesar saat basah. Karena perilaku inilah beberapa jenis tanah dapat membentuk kerutan-kerutan atau "pecah-pecah" bila kering. Clay yang digunakan dalam pembuatan porslen granit diantaranya berasal dari Thailand dan China. Clay yang berasal dari Thailand mengandung sodium fosfat, sedangkan clay yang berasal dari China mengandung potassium fosfat.

Clay China

Clay Thailand

b.

Kaolin Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material lempung dengan kandungan besi yang rendah, dan umumnya berwarna putih atau agak keputihan. Kaolin mempunyai komposisi hidrous alumunium silikat (2H2O.Al2O3.2SiO2), dengan disertai mineral penyerta. Proses pembentukan kaolin (kaolinisasi) dapat terjadi melalui proses pelapukan dan proses hidrotermal alterasi pada batuan beku felspartik. Endapan kaolin ada dua macam, yaitu endapan residual dan sedimentasi. Mineral yang termasuk dalam kelompok kaolin adalah kaolinit, nakrit, dikrit, dan halloysit (Al2(OH)4SiO5.2H2O), yang mempunyai kandungan air lebih besar dan umumnya membentuk endapan tersendiri. Sifat-sifat mineral kaolin antara lain, yaitu : kekerasan 2 2,5, berat jenis 2,6 2,63, plastis, mempunyai daya hantar panas dan listrik yang rendah, serta pH bervariasi.

10

Kaolin Gumpal Kaolin yang biasa digunakan adalah dalam bentuk gumpalan. Dalam pembuatan porceilen, biasanya unsur yang dibutuhkan adalah alumina,yang dimaksudkan untuk kekuatan granit.c.

Silika Silika atau dikenal dengan silikon dioksida (SiO2) merupakan senyawa yang banyak ditemui dalam bahan galian yang disebut pasir kuarsa, terdiri atas kristal-kristal silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama proses pengendapan. Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama seperti kuarsa dan feldsfar. Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, TiO2, CaO, MgO, dan K2O, berwarna putih bening atau warna lain bergantung pada senyawa pengotornya. Silika biasa diperoleh melalui proses penambangan yang dimulai dari menambang pasir kuarsa sebagai bahan baku.

11

Silika Pasir kuarsa tersebut kemudian dilakukan proses pencucian untuk membuang pengotor yang kemudian dipisahkan dan dikeringkan kembali sehingga diperoleh pasir dengan kadar silika yang lebih besar bergantung dengan keadaan kuarsa dari tempat penambangan. Pasir inilah yang kemudian dikenal dengan pasir silika atau silika dengan kadar tertentu. Untuk pembuatan porcelein dibutuhkan silika dengan ukuran nanosilika, nanosilika bisa diperoleh dengan metode-metode tertentu yang sekarang telah banyak diteliti diantaranya adalah sol-gel process, gas phase process, chemical precipitation, emulsion techniques, dan plasma spraying & foging proses (Polimerisasi silika terlarut menjadi organo silika).

d.

Felspar Felspar merupakan mineral silikat pembentuk batuan, felspar mempunyai kerangka struktur tektosilikat yang menunjukkan 4 (empat) atom oksigen dalam struktur tetraheral SiO2 yang dipakai juga oleh struktur tetraheral lainnya. Kondisi ini menghasilkan kisi-kisi kristal seimbang terutama bila ada kation lain yang masuk ke dalam struktur tersebut seperti penggantian silikon oleh aluminium. Terlepas dari bentuk strukturnya, apakah triklin atau monoklin, felspar secara kimiawi dibagi menjadi empat kelompok mineral yaitu kalium felspar (KAlSi3O8), natrium feldspar (NaAlSi3O8), kalsium felspar (CaAl2Si2O8) dan barium felspar (BaAl2Si2O8) sedangkan secara mineralogi felspar dikelompokkan menjadi plagioklas dan K-felspar. Plagioklas merupakan seri yang menerus suatu larutan padat tersusun dari variasi komposisi natrium felspar dan kalsium felspar. Plagioklas felspar hampir selalu memperlihatkan kenampakan melidah yang kembar (lamellar twinning) bila sayatan tipis mineral tersebut dilihat secara mikroskopis. Sifat optis yang progresif sejalan dengan

12

berubahnya komposisi mineralogi sehingga memudahkan dalam identifikasi mineralmineral felspar yang termasuk ke dalam kelompok plagioklas tersebut. Na-plagioklas banyak ditemukan dalam batuan kaya unsur alkali (granit, sienit). Andesin dan oligoklas terdapat pada batuan intermediate seperti diorit sedangkan labradorit, bitownit dan anortit biasanya sebagai komponen batuan basa (gabro) dan anortosit. Mineral yang termasuk kelompok K-felspar diklasifikasikan berdasarkan suhu ristalisasinya, mulai dari sanidin (suhu tinggi), ortoklas, mikroklin sampai adu-laria (suhu rendah). Keempat mineral mempunyai rumus kimia sama yaitu KAlSi3O8 dan (terutama) ditemukan pada batuan beku asam seperti granit dan sienit, selain itu ditemukan pula pada batuan metamorfosis dan hasil re-work pada batuan sedimen. Keberadaan felspar dalam kerak bumi cukup melimpah. Walaupun demikian untuk keperluan komersial dibutuhkan felspar yang memiliki kandungan (K2O + Na2O) > 10%. Selain itu, material pengotor oksida besi, kuarsa, oksida titanium dan pengotor lain yang berasosiasi dengan felspar diusahakan sesedikit mungkin. Felspar dari alam setelah diolah dapat dimanfaatkan untuk batu gurinda dan feldspar olahan untuk keperluan industri tertentu. Mineral ikutannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri lain sesuai spesifikasi yang ditentukan. Industri keramik halus dan kaca atau gelas merupakan dua industri yang paling banyak mengkonsumsi felspar olahan, terutama yang memiliki kandungan K2O tinggi dan CaO rendah.

3.1.2

Tahapan Proses Produksi

1. Raw material

13

Raw material adalah pemilihan bahan baku yang akan digunakan untuk memproduksi porselen.diantaranya Clay BJ2, Clay Thailand, Kaolin, Lika. Dalam tahap ini dilakukan penimbangan bahan terlebih dahulu sebelum diolah dalam Ballmil.

Gambar bahan baku (Kaolin Gumpal)

Gambar Bahan Baku (Clay)

Gambar Bahan Baku (Lika)

2. Milling Milling adalah proses penghalusan atau memperkecil dari bahan baku yang besar - besar menjadi ukuran yang lebih kecil dan halus sehingga dapat digunakan dalam industri. Proses

14

Milling ini mencampurkan bahan bahan baku dan ditambah air lalu diolah selama 10 jam. Seluruh bahan ditimbang dan dimasukkan ke ball mill dengan media air selama 7,5 jam atau 16 jam tergantung pada jenis media penggiling (kwarsa atau alubid). Lumpur hasil proses penggilingan disaring dan disimpan dalam tangki penyimpan bawah tanah.

Gambar Mesin Ball Mill

Gambar Tanki Penyimpanan Hasil Milling

3. Spray drying Spray drying adalah proses pengeringan bahan baku setelah proses pemisahan partikel partikel besar. Sebelum proses spray drying dilakukan, bahan baku yang telah selesai di milling dipisahkan dengan cara tradisional dan modern. Cara tradisional yaitu dengan cara galvani/volta sedangkan cara modern dengan cara elektromagnetik. Bahan lumpur disemprotkan dan dikeringkan dalam spray drying membentuk bubuk halus yang kemudian disimpan dalam silo tegak lurus. Spray drying ini menggunakan minyak tanah untuk mencapai suhu 560 OC, dan kandungan air dalam bubuk sekitar 6 6,5%.

15

Gambar Mesin Spray Drying 4. Pressing Pressing adalah campuran bubuk dipompa secara batch dari silo ke cetakan logam dan dipress dengan tekanan hidrolik membentuk ubin mentah/ green tile. Dalam proses pressing ini, bahan baku dapat dibentuk dengan diberi tekanan 20 30 bar.

5. Firing Firing adalah proses pembakaran agar dihasilkan porselen yang lebih kuat. Proses pembakaran ini menggunakan suhu sebesar 1226-1228 oC dan dipanaskan kurang lebih selama 60 menit. Penggunaan suhu dalam proses ini pertama suhu dinaikkan kemudian diturunkan. 6. Polishing and Squaring Polishing and squaring merupakan cara untuk mendapatkan permukaan halus dan mengkilap dengan cara menggosok atau melalui proses kimia. Pada proses ini porselen diharapkan mempunyai permukaan yang halus dan mengilap.

16

Nano Application Nano Teknologi adalah sebuah teknologi terbaru untuk pembuatan porselen yang berfungsi untuk menutup pori pori perselen sehingga membuat porselen tersebut lebih datar, halus, serta anti noda.

Nano Teknologi

Kedataran porselen sebelum di NANO

Kedataran porselen sesudah di NANO

17

7. Quality Control Quality control merupakan suatu aktifitas untuk menjaga standarisasi kualitas suatu produk atau material mulai dari proses persiapan, penyimpanan, produksi, sampai ke tahap pemakaian oleh konsumen. Proses-proses dalam quality control adalah: 1. Proses physical propertys test yaitu terdiri dari proses pengetesen dimension (size,weight/berat), planarity (cembung-cekung, curvature/perataan), nano test. 2. Proses penyortiran yaitu menyortir atau memilah tile untuk mengidentifikasi dan menyortir visual tile dari defect/cacat produk. 3. Proses pengecekan shading/nuansa warna 4. Proses pengepakan/packaging5. Proses final inspection/pengecekan produk akhir

Proses ini dilakukan perpallet dengan menggunakan sistem random sampling dengan mengacu pada metode sampling internasional yaitu ANSI/ASQC ( American National Standard Institute/American Society for Quality Standard) yang diadopsi dari military standard (MILSTD), oleh karena itu disebut juga sebagai MILSTD atau AQL (Acceptanc Quality Level).

8. Warehousing

18

Warehousing berfungsi menyimpan barang untuk produksi atau hasil produksi dalam jumlah dan rentang waktu tertentu yang kemudian didistribusikan ke lokasi yang dituju berdasarkan permintaan. Kendala yang dihadapi dalam pengelolaan warehouse adalah akurasi pergerakan barang dan menghitung rentang waktu barang disimpan. Dibutuhkan kontrol aktivitas pergerakan barang dan dokumen untuk meningkatkan efisiensi penggunaan warehouse agar jumlah dan rentang waktu barang disimpan dalam nilai minimum atau sesuai perencanaan. Dalam proses warehousing ini membutuhkan warehouse management system. Warehouse Management System yang didukung teknologi informasi untuk membantu pengawasan pergerakan barang masuk, pergerakan dalam warehouse dan barang keluar. Pengawasan dengan menggunakan sistem, memberikan kemudahan pengelolaan dan nilai tambah warehouse, yaitu: 1. Memudahkan pengelola warehouse memberikan informasi ketersediaan suatu barang kepada bagian perencanaan produksi atau pengiriman agar ketersediaan barang tetap pada tingkat yang aman 2. Penempatan barang yang ditentukan oleh sistem sehingga memudahkan penyimpanan, pengambilan dan perhitungan stok 3. Mengurangi lead time dari aktivitas penyimpanan barang dan pengiriman barang 4. Ketersediaan beragam informasi mengenai level barang dan utilitas warehouse memudahkan analisa untuk menyusun strategi penggunaan warehouse yang lebih efisien.

9. Loading

19

Loading adalah

proses pengepakan dan pemindahan porselen porselen yang akan

dipasarkan. Porselen porselen tersebut diangkut ke dalam truk dan kemudian di sebarkan ke daerah daerah pemasaran yang telah ditentukan. 3.1.3 Pengolahan Limbah Tentunya dari produksi keramik ini ada limbah yang dihasilkan. Bak limbah cair maupun limbah padatan

3.2 Industri semen 3.2.1 Klasifikasi Semena.

Semen portland

Semen Portland adalah suatu bahan konstruksi yang paling banyak dipakai serta merupakan jenis semen hidrolik yang terpenting. Penggunaannya antara lain meliputi beton, adukan, plesteran,bahan penambal, adukan encer (grout) dan sebagainya. Semen portland dipergunakan dalam semua jenis beton struktural seperti tembok, lantai, jembatan, terowongan dan sebagainya, yang diperkuat dengan tulangan atau tanpa tulangan. Selanjutnya semen portland itu digunakan dalam segala macam adukan seperti fondasi ,tembok penahan, perkerasan jalan dan sebagainya. Apabila semen portland dicampur dengan pasir atau kapur, dihasilkan adukan yang dipakai untuk pasangan bata atau sebagai bahan plesteran untuk permukaan tembok sebelah luar maupun sebelah dalam. Jika semen portland dicampurkan dengan agregat kasar (batu pecah atau kerikil) dan agregat halus (pasir) kemudian tambahkan air, maka terdapatlah beton. Semen portland didefinisikan

20

sesuai dengan ASTM C150, sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang pada umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama dengan bahan utamanya. Perbandingan-perbandingan bahan utama dari semen portland adalah sebagai berikut:

b.

Semen masonry Semen hidrolis, yang digunakan terutama dalam pekerjaan menembok dan memplester konstruksi, yang terdiri dari campuran dari semen portland atau campuran semen hidrolis dengan bahan yang bersifat menambah keplastisan (seperti batu kapur, kapur yang terhidrasi atau kapur hidrolis) bersamaan dengan bahan lain yang digunakan untuk meningkatkan satu atau lebih sifat seperti waktu pengikatan (setting time), kemampuan kerja (workability), daya simpan air (water retention), dan ketahanan (durability)

1. Semen masonry jenis N

Semen masonry yang digunakan untuk pembuatan adukan pasangan, sehingga adukan pasangan yang dihasilkan memenuhi syarat mutu adukan pasangan jenis N, atau bila ditambahkan semen portland atau semen hidrolis, campuran dapat menghasilkan adukan pasangan yang memenuhi syarat mutu jenis S atau M2. Semen masonry jenis S

Semen masonry yang digunakan untuk pembuatan adukan pasangan , sehingga adukan pasangan yang dihasilkan memenuhi syarat mutu jenis S atau bila ditambahkan semen portland atau semen hidrolis, campuran dapat menghasilkan adukan pasangan yang memenuhi syarat mutu jenis M. 3. Semen masonry jenis M

21

Semen masonry yang digunakan untuk pembuatan adukan pasangan, sehingga adukan pasangan yang dihasilkan memenuhi syarat mutu jenis M. 4. Semen portland campur Suatu bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan bersama-sama dari terak semen portland dan gips dengan satu atau lebih bahan organik yang bersifat tidak bereaksi (inert). 5. Pasir standar Ottawa Pasir silika yang terdiri dari hampir seluruhnya kuarsa murni yang dibulatkan secara alami dan digunakan untuk penyiapan mortar pada pengujian semen hidrolis 6. Pasir gradasi Pasir standar Ottawa yang digradasi dengan menggunakan antara ayakan 0,600 mm (No.30) dan ayakan 0,150 mm (No.100) 7. Pasir standar gradasi Ottawa 20 30 Pasir standar yang sebagian besar lolos ayak 0,850 mm (No.20) dan tertahan pada ayakan 0,600 mm (No.30)

3.2.2

Pemilihan semen

Petunjuk dan pemilihan semen masonry dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini:

Tabel 1 Petunjuk pemilihan semen masonry no Lokasi Jenis bangunan Jenis mortar Disarankan 1. Bangunan tidak Dinding penahan S N tidak N Pilihan M M atau S S

terlindungi cuaca - Bangunan atas

beban Dinding

menahan

22

beban - Dinding sandaran - Bangunan bawah 2. Pondasi, teras penguat S M atau N M

lubang,selokan,trotoar,

Bangunan terlindungi cuaca

Dinding penahan beban Partisi menahan beban Partisi tidak menahan beban S S N M S atau M

3.2.3

Karakterisasi Material Semen

Sifat-Sifat Semen Portland: a. Hiderasi Semen Hiderasi semen adalah reaksi antara komponen-komponen semen dengan air. Untuk mengetahui hiderasi semen, maka harus mengenal hiderasi dari senyawa-senyawa yang terkandung dalam semen ( C2S, C3S, C3A, C4AF)b. Hiderasi Kalsium Silikat ( C2S, C3S)

Kalsium Silikat di dalam air akan terhidrolisa menjadi kalsium hidroksidsa Ca(OH)2 dan kalsium silikat hidrat (3CaO.2SiO2.3H2O) pada suhu 30oC 2 (3CaO.2SiO2) + 6H2O 2 (3CaO.2SiO2) + 4H2O 3CaO.2SiO2.3H2O + 3 Ca(OH)2 3CaO.2SiO2.2H2O + Ca(OH)223

Kalsium Silikat hidrat (CSH) adalah silikat di dalam kristal yang tidak sempurna, bentuknya padatan berongga yang sering disebut Tobermorite Gel. Adanya kalsium hidroksida akan membuat pasta semen bersifat basa (pH= 12,5) hal ini dapat menyebabkan pasta semen sensitive terhadap asam kuat tetapi dapat mencegah baja mengalami korosi.

c. Hiderasi C3A

Hiderasi C3A dengan air yang berlebih pada suhu 30oC akan menghasilkan kalsium alumina hidrat (3CaO. Al2O3. 3H2O) yang mana kristalnya berbentuk kubus di dalam semen karena adanya gypsum maka hasil hiderasi C3A sedikit berbeda. Mula-mula C3A akan bereaksi dengan gypsum menghasilkan sulfo aluminate yang kristalnya berbentuk jarum dan biasa disebut ettringite namun pada akhirnya gypsum bereaksi semua, baru terbentuk kalsium alumina hidrat (CAH). Hiderasi C3A tanpa gypsum (30oC): 3CaO. Al2O3+ 6H2O 3CaO. Al2O3. 6H2O

Hiderasi C3A dengan gypsum (30oC): 3CaO. Al2O3 + 3 CaSO4+ 32H2O 3CaO.Al2O3 + 3 CaSO4 + 32H2O

Penambahan gypsum pada semen dimaksudkan untuk menunda pengikatan, hal ini disebabkan karena terbentuknya lapisan ettringite pada permukaan-permukaan Kristal C3A.d. Hiderasi C4AF (30 H2O oC)

4CaO. Al2O3. Fe2O3+ 2Ca(OH)2+10H2O + 3CaO.Fe2O3.6H2O e. Setting dan Hardening

4CaO.Al2O3.6H2O

Setting dan Hardening adalah pengikatan dan penerasan semen setelah terjadi reaksi hiderasi. Semen apabila dicampur dengan air akan menghasilkan pasta yang plastis dan dapat dibentuk

24

(workable) sampai beberapa waktu karakteristik dari pasta tidak berubah dan periode ini sering disebut Dorman Period (period tidur). Pada tahapan berikutnya pasta mulai menjadi kaku walaupun masih ada yang lemah, namun suhu tidak dapat dibentuk (unworkable). Kondisi ini disebut Initial Set, sedangkan waktu mulai dibentuk (ditambah air) sampai kondisi Initial Set disebut Initial Setting Time (waktu pengikatan awal). Tahapan berikutnya pasta melanjutkan kekuatannya sehingga didapat padatan yang utuh dan biasa disebut Hardened Cement Pasta. Kondisi ini disebut final Set sedangkan waktu yang diperlukan untuk mencapai kondisi ini disebut Final Setting Time (waktu pengikatan akhir). Proses penerasan berjalan terus berjalan seiring dengan waktu akan diperoleh kekuatan proses ini dikenal dengan nama Hardening. Waktu pengikatan awal dan akhir dalam semen dalam prakteknya sangat penting, sebab waktu pengikatan awal akan menentukan panjangnya waktu dimana campuran semen masih bersifat plastik. Waktu pengikatan awal minimum 45 menit sedangkan maksimum 8 jam. Reaksi pengerasan C2S + 5H2O C3S + 5H2O C3A+ 3Cs+ 32H2O C4AF + 7H2O MgO+ H2O C2S. 5H2O C2S6. 5H2O + 13 Ca(OH)2 C3A. 3Cs+.32H2O C3A.6 H2O+ CF. H2O Mg(OH)2 waktu akhir

f. Panas Hiderasi Panas hiderasi adalah panas yang dilepaskan selama semen mengalami proses hiderasi. Jumlah panas hiderasi yang terajdi tergantung, tipe semen, kehalusan semen, dan perbandingan antara air dengan semen.

25

Kekerasan awal semen yang tinggi dan panas hiderasi yang besar kemungkinan terajadi retakretak pada beton, hal ini disebabkan oleh fosfor yang timbul sukar dihilangkan sehingga terjadi pemuaian pada proses pendinginan. g. Penyusutan Ada tiga macam penyusutan yang terjadi di dalam semen, diantaranya: Drying Shringkage ( penyusutan karean pengeringan) Hideration Shringkage (penyuautan karena hiderasi) Carbonation Shringkage (penyuautan karena karbonasi) Yang paling berpengaruh pada permukaan beton adalah Drying Shringkage, penyusutan ini terjadi karena penguapan selama proses setting dan hardening. Bila besaran kelembabannya dapat dijaga, maka keretakan beton dapat dihindari. Penyusutan ini dipengaruhi juga kadar C3A yang terlalu tinggi. h. Kelembaban Kelembaban timbul karena semen menyerap uap air dan CO2 dalam jumlah yang cukup banyak sehigga terjadi penggumpalan. Semen yang menggumpal kualitasnya akan menurun karena bertambahnya Loss On Ignition (LOI) dan menurunnya spesifik gravity sehingga kekuatan semen menurun, waktu pengikatan dan pengerasan semakin lama, dan terjadinya false set. Loss On Ignation (Hilang Fajar) Loss On Ignation dipersyaratkan untuk mencegah adanya mineral-mneral yang terurai pada saat pemijaran, dimana proses ini menimbulkan kerusakan pada batu setelah beberapa tahun kemudian.i.

Spesifik Gravity

Spesifik Gravity dari semen merupakan informasi yang sangat penting dalam perancangan beton. Didalam pengontrolan kualitas Spesifik gravity digunakan untuk mengetahui seberapa jauh kesempurnaan pembakaran klinker, dan juga menetahui apakah klinker tercampur dengan impuritis.

26

j. False Set Proses yang terjadi bila adonan mengeras dalam waktu singkat. False Set dapat dihindari dengan melindungi semen dari pengaruh udara luar, sehingga alkali karbonat tidak terbentuk didalam semen. 3.2.4 Pembuatan Semen

Langkah Utama Proses Produksi Semen adalah: a. Penggalian/Quarrying Terdapat dua jenis material yang penting bagi produksi semen: Pertama adalah material yang kaya akan kapur atau material yang mengandung kapur (calcareous materials) seperti batu gamping, kapur, dll. Kedua adalah material yang kaya akan silika atau material mengandung tanah liat (argillaceous materials) seperti tanah liat. Batu gamping dan tanah liat dikeruk atau diledakkan dari penggalian dan kemudian diangkut ke alat penghancur. b. Penghancuran Penghancur bertanggung jawab terhadap pengecilan ukuran primer bagi material yang digali. c. Pencampuran Awal Material yang dihancurkan melewati alat analisis on-line untuk menentukan komposisi tumpukan bahan. d. Penghalusan dan Pencampuran Bahan Baku Sebuah belt conveyor mengangkut tumpukan yang sudah dicampur pada tahap awal ke penampung, dimana perbandingan berat umpan disesuaikan dengan jenis klinker yang diproduksi. Material kemudian digiling sampai kehalusan yang diinginkan. e. Pembakaran dan Pendinginan Klinker Campuran bahan baku yang sudah tercampur rata dimasukan ke pre-heater, yang merupakan alat penukar panas yang terdiri dari serangkaian siklon dimana terjadi perpindahan panas antara campuran bahan baku dengan gas panas dari kiln yang berlawanan arah. Kalsinasi parsial terjadi pada pre heater ini dan berlanjut dalam kiln, dimana bahan baku berubah

27

menjadi agak cair dengan sifat seperti semen. Pada kiln yang bersuhu 1350-1400C, bahan berubah menjadi bongkahan padat berukuran kecil yang dikenal dengan sebutan klinker, kemudian dialirkan ke pendingin klinker, dimana udara pendingin akan menurunkan suhu klinker hingga mencapai 100 C. f. Penghalusan Akhir Dari silo klinker, klinker dipindahkan ke penampung klinker dengan dilewatkan timbangan yang akan mengatur perbandingan aliran bahan terhadap bahan-bahan aditif. Pada tahap ini, ditambahkan gipsum ke klinker dan dimasukan ke mesin penggiling akhir. Campuran klinker dan gipsum untuk semen jenis 1 dan campuran klinker, gipsum dan posolan untuk semen jenis P dihancurkan dalam sistim tertutup dalam penggiling akhir untuk mendapatkan kehalusan yang dikehendaki. Semen kemudian dialirkan dengan pipa menuju silo semen.

28

3.2.5

Dampak dari Industri Semen

a. Eksplorasi yang terus menerus dan berlebihan, pasti akan mengganggu keseimbangan lingkungan. Misalnya, berkurangnya ketersediaan air tanah.b. Seiring dengan proses produksi semen, dihasilkan pula gas karbon dioksida (CO2) dalam

jumlah yang banyak sehingga sangat mempengaruhi kondisi atmosfer dan mempercepat terjadinya pemanasan global. Misalnya: Meningkatnya suhu udara perkotaan. Menurut International Energy Authority: World Energy Outlook, produksi semen 29Portland menyumbang tujuh persen dari keseluruhan karbon dioksida yang dihasilkan berbagai sumber.c. Produksi semen juga menimbulkan dampak tersebarnya abu ke udara bebas sehingga

mengakibatkan penyakit gangguan pernafasan. Studi kesehatan lingkungan menyebutkan, bahwa debu semen merupakan debu yang sangat berbahaya bagi kesehatan. d. Penurunan kualitas dari segi kesuburan tanah akibat penambangan tanah liat e. Kualitas air bertambah buruk akibat limbah cair dari pabrik dalam bentuk minyak dan sisa air dari kegiatan penambangan, yang menimbulkan lahan kritis yang mudah terkena erosi, yang akan mengakibatkan pendangkalan dasar sungai, yang pada akhirnya akan menimbulkan masalah banjir pada musim hujanf. Kuantitas air atau debit air menjadi berkurang karena hilangnya vegetasi pada suatu lahan

akan mengakibatkan penyerapan air hujan oleh tanah di tempat itu menjadi berkurang, sehingga persediaan air tanah menjadi menipis, akibatnya persediaan ait tanah menjadi semakin sedikit. Akibat lanjutan adalah sungai menjadi kering pada musim kemarau dan sebaliknya sungai akan banjir (debit air menjadi sangat tinggi) karena tanah tidak mampu lagi menyerap air yang mengalir terlalu cepat g. Kebisingan yang terdiri dari tiga jenis sumber bunyi : Mesin-mesin yang digunakan dalam pabrik, Alat-alat besar seperti traktor yang dipakai pada waktu pengambilan bahan baku, Dentuman dinamit yang digunakan pada waktu pengambilan kapur

h. Berkurangnya keanekaragaman flora, berubahnya pola vegetasi dan jenis endemik, berubahnya pembentukkan klorofil dan proses fotosintesa

29

i. Berkurangnya keanekaragaman fauna (burung, hewan tanah dan hewan langka). Berubahnya habitat air dan habitat tanah tempat hidup hewan-hewan tersebut

3.2.6

Penanggulangan

a. Menerapkan pola produksi blended cement yang bisa menurunkan separuh emisi CO2 b. Mengganti sebagian bahan-bahan dalam pembuatan semen dengan bahan yang lebih

ramah lingkungan.

30