PEMANFAATAN KAPUR (CaCO3) DAN LUMPUR SIDOARJO …

38 PORTAL Jurnal Teknik Sipil Vol. 11, No. 2, Oktober 201

PEMANFAATAN KAPUR (CaCO3) DAN LUMPURSIDOARJO SEBAGAI BAHAN DASAR

PEMBUATAN SEMEN PORTLANDVandi Alextrianto, Januarti Jaya Ekaputri

DepartemenTeknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, 60111, Surabaya Indonesiae_mail : [email protected]

Abstrak — Volume produk sampingan dari pabrikberupa limbah padat kalsium karbonatdansemburan lumpur Sidoarjo telah berada dalam jumlah yang kritis.Dengan volume jutaan ton ini tidakakan bermanfaat dan akan mengganggu lingkungan apabila keberadaannya tidak segera ditangani.Dalam rangka mengurangi volume lumpur dan kapur yang ada, salah satu solusi yang bisa digunakanadalah pemanfaatan lumpur Sidoarjo dan limbah kapur industri sebagai bahan dasar pembuatansemen dengan mengadopsi proses pabrik dalam skala laboratorium menggunakan briket kilnfeedberbahan dasar limbah yang dibakar pada muffle furnace pada suhu 1483°C danklinker yangdihasilkan dievaluasimenurut SNI 15-2049-2004 tentang Portland Semen. Karakter fisik dan kimiadari semen berbahan dasar limbah ini menunjukkan potensi untuk menggantikan bahan dasar alamdan layak untuk diinvestasikan menjadi skala pabrik.

Kata kunci : Kapur, Lumpur Sidoarjo, Klinker, muffle furnace, Semen, Investasi.

Abstract — The volume of by-products from the factory in the form of calcium carbonate solid wasteand Sidoarjo mudflow has been in critical quantities. With a volume of millions of tons this will not bebeneficial and will disturb the environment if its presence is not immediately handled. In order toreduce the volume of existing mud and lime, one solution that can be used is the utilization of Sidoarjomud and industrial lime waste as a base for making cement by adopting a laboratory-scalemanufacturing process using kiln feed briquettes based on waste that is burned in muffle furnaces at1483 ° C and linkers produced are evaluated according to SNI 15-2049-2004 concerning PortlandCement. The physical and chemical character of this waste-based cement shows the potential to replacenatural raw materials and is feasible to be invested on a factory scale.

Keywords: Lime, Sidoarjo Mud, Clinker, muffle furnace, Cement, Investment.

I. PENDAHULUAN

PT. Petrokimia Gresik, Tbk sebagaiprodusen pupuk nasional, mempunyai kapasitasproduksi pupuk 6.087.600 ton/tahun denganproduk sampingan dari produksi pupuk ini adalahlimbah padat kalsium karbonat,CaCO3, yangbelum dikelola sebanyak 2,15 juta ton.Berdasarkan ekstrapolasi yang dilakukan olehPT. Petrokimia Gresik dengan dibukanya pabrikZAII, maka limbah padat CaCO3 yang dihasilkanmencapai 600 ribu ton per tahun(Gresik, 2012).Jumlah limbah yang dihasilkan ini akanmenimbulkan berbagai macam dampaklingkungan apabila tidak dilakukan penangananyang tepat. Dampak lingkungan yang bisadihasilkan seperti pencemaran tanah dan air,polusi udara, serta mengganggu kesehatanmanusia yang ada disekitar lokasi limbah. Salahsatu upaya yang telah dilakukan adalah denganmemanfaatkan kembali untuk proses penetralan

air limbah dan sebagai materaltimbunan/reklamasi (Gresik, 2012).

Disisi lain, semburan lumpur Sidoarjosejak Mei tahun 2006, volume yang dikeluarkanoleh semburan lumpur panas ini sama dengan50.000 m3 per hari dan meningkat hingga126.000 m3 sejak September 2006(Ekaputri &Triwulan, 2006). Hingga tahun 2013, volumelumpur Sidoarjo mencapai 40,1 juta m3dandiperkirakan meningkat hingga 48 juta m3(Sidoarjo, 2014).

Penelitian yang telah dilakukan dalamrangka pemanfaatan limbah hasil produksi pupukantara lain dengan pemanfaatan phospochalksebagai bahan dasar pembuatan semensulfoaluminat (Singh, Kapur, & Pradip, 2008)sebagai perbandingan kualitas semensulfoaluminat dengan OPC yang diproduksisecara massal.

39Penulis Vandi Alextrianto, Januarti Jaya Ekaputri: PEMANFAATAN KAPUR (CaCO3) DAN LUMPURSIDOARJO SEBAGAI BAHAN DASAR PEMBUATAN SEMEN PORTLAND

Dengan semakin meningkatnya kapasitasproduksi semen, tentunya semakin banyak bahanalam yang akan digunakan dan cadangan kapuryang ada di alam akan habis, sehinggamenimbulkan dampak ketidak seimbangan alamyang akan berdampak pada munculnya bencanabaru.

Bahan dasar kapur alam ini diharapkanbisa diganti dengan limbah CaCO3 dari produksipupuk, sehingga material yang digunakan lebihramah lingkungan dan berkelanjutan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Kapur PT. Petrokimia GresikProduk samping ini berbentuk powder

berwarna putihdengan kadar air rendah. Produksamping ini memiliki pH 7,6-7,7 ; Bulk density1,2ton/m3 dan sedikit larut dalam air. Kandunganutama daripadatan produk samping kapur iniadalah Kalsium Karbonat (CaCO3) yaitu86,7%.Kandungan lain dalam produk sampingkapur ini adalah Kalsium SulfatDihidrat(CaSO4.2H2O) 4,7% ; AmmoniumKarbonat ((NH4)2CO3) 0,05% ; InnertSolid(SiO2) 6,3% ; dan sedikit sisa pupuk ZA((NH4)2SO4) 2,3% (Gresik, 2012). Dalampenggunaannya, kapur dikondisikan kering ovendengan kehalusan lolos ayakan no. 200 dengankomposisi oksida pada Tabel 1.

Tabel 1 Oksida raw material kiln feed

OksidaLimbahCaCO3

CaCO3Alam

LumpurSidoarjo

CoppSlag

Fly AshF

Gypsum

% % % % % %

SiO2 5,95% 0,37% 53,83% 24,43% 40,71% 0,41%

Al2O3 0,31% 0,18% 18,39% 2,65% 35,37% 0,08%

Fe2O3 0,20% 0,14% 6,95% 46,30% 12,54% 0,04%

CaO 45,47% 55,91% 2,64% 3,69% 2,81% 37,61

%MgO 0,91% 0,27% 2,53% 1,82% 0,10% 1,67%

K2O 0,02% 0,02% 1,49% 1,06% 1,74% 0,03%

Na2O 0,14% 0,00% 4,38% 0,74% 0,47% 0,10%

P2O5 0% 0,00% 0% 0,00% 0,00% 0%

SO3 6,75% 0,00% 0,91% 0,42% 0,89% 48,53%

TiO2 0% 0,00% 0,70% 0,00% 0,92% 0%

LOI 40% 43,11% 8% 18,89% 4,45% 11,53

%

Lumpur SidoarjoUntuk mengaktifkan oksida silika, oksida besi,

oksida alumunium dalam lumpur Sidoarjo keringdibutuhkan suhu kalsinasi minimal 700oC(Ekaputri J. , Triwulan, S.Junaedi, Fansuri, &Aji, 2013). Lumpur Sidoarjo dipersiapkan dalambentuk serbuk kering oven dengan kehalusanlolos ayakan no. 200. Komposisi oksida lumpurSidoarjo yang digunakan ada pada Tabel 1.

Material KoreksiGypsum

Gypsum (CaSO4.2H2O) sebagai bahantambahan untuk semen Portland berfungsisebagai penahan flash setting pada semen (Salah,2010), selain itu penambahan gypsum jugaberpengaruh pada hidrasi semen(Zajac, Rosberg,Saout, & Lothenbach, 2013). Gypsum berasaldari PT. Petrokimia Gresik berbentuk serbukdengan kehalusan lolos ayakanno. 200 mempunyai karakter oksida yang adapada Tabel 1.

Bahan koreksi lainnya

Bahan pengkoreksi untuk penambahankekurangan oksida tersebut antara lain copperslagyang berasal dari PT. Smelthing yangberfungsi untuk menambah kadar Fe2O3, danflyash kelas F yang berasal dari PT. PetrokimiaGresik berfungsi sebagai penambah kadar SiO2pada klinker semen. Jumlah penambahan bahanpengkoreksi ini diperhitungkan berdasarkankadar kandungan Fe2O3 dan SiO2 pada masing-masing bahan pengkoreksi, dan penambahannyatidak lebih dari 3% dari keseluruhan rawmaterial (Singh, Kapur, & Pradip, 2008)dengankomposisi oksida dari bahan pengoreksi dapatdilihat pada Tabel 1.

Target KlinkerDibutuhkan rasio oksida dari pada proses

perhitungan klinkerisasi.Rasio-rasio yangdibutuhkan antara lain Lime Saturation Factor(LSF), Alumina-Iron Ratio (AR), Silica Ratio(SR).Persamaan yang digunakan untukmenghitung LSF, AR dan SR akan dijabarkansebagai berikut (Nasional):


Lime Saturation Factor (LSF) = 95-100: 100CaO/(2,8SiO2 + 1,2Al2O3 +0,65Fe2O3)..............................................(1)

Silica Ratio (SR) = 2 - 3: SiO2/(Al2O3 +Fe2O3) ....................................................(2)

Alumina Ratio (AR)= 1-4: Al2O3/Fe2O3.........(3)

Permodelan komposisi berdasarkan BogueEquation yang dijelaskan di SNI 15 2049 2004untuk mendapatkan C3S, C2S, C3A, dan C4AFdihitung dengan persamaan :

C3S = 3CaO.SiO2 = (4,701 × % CaO) –(7,600 × % SiO2) – (6,718 x %Al2O3) – (1,430 × % Fe2O3) – (2,852× % SO3) ................................................(4)

C2S = 2CaO.SiO2 = (2,867 × % SiO2) –(0,7544 × % C3S) ...................................(5)

C3A = 3CaO.Al2O3 = (2,650 × %Al2O3) – (1,692 × % Fe2O3) ...................(6)

C4AF = 4CaO.Al2O3.Fe2O3 = (3,043 ×% Fe2O3) ................................................(7)

Mixing dan BriquettingKiln feed dibuat dengan model briket

(Chen, 2015) dengan ukuran 50×50×50 mm,dilubangi keempat sisi permukaannya sedalam50 mm untuk memudahkan api masuk ke dalambriket, sehingga pembakaran akan sampaikedalam inti briket.

Kiln feed dibuat menjadi 3 variasiutama dengan komposisi tertentu dengan namasebagai berikut : mix with natural limestone ;yaitu variasi kiln feed yang proporsi kapursintetis digantikan beberapa bagian oleh kapuralam untuk menurangi kadar SO3 yang ada padaraw material kapur limbah, frontgypsum ; yaituvariasi kiln feed yang diberikan perlakuanpenambahan gypsum pada raw mix bertujuanuntuk mengetahui perilaku klinker apabila tanpadiberikan tambahan gypsum pada prosesgrinding akhir , end gypsum ; yaitu variasi kilnfeed tanpa ditambahkan gypsum pada raw mixmaupun proses grinding akhir sebagai kontroljumlah SO3 yang berlebih pada kapurlimbah.Ilustrasi raw mix pada variasi kiln feeddapat dilihat pada Tabel 2

Gambar 1 Profil XRD klinker dari hasil pembakarantiga variasi kiln feed

Tabel 2 Komposisi variasi kiln feed yangdigunakan dalam penelitian

Variasi KilnFeed

LimePetro

LimeGresik

LumpurSidoarjo

CoppSlag

FlyAsh

F

Gypsum

Mix withNat.

Limestone

FrontGypsum

EndGypsum

III. METODE PENELITIAN

Metode PengujianMuffle Furnace merupakan alat bakar

modifikasi yang digunakan untuk meleburkankiln feed pada suhu 1400°C hingga dapatditingkatkan sampai temperatur diatas1450°C(Stanek & Sulovsky, 2015). Pengujiankimia semen untuk mendapatkan mineralogiklinker dilakukan pengujian X-Ray Diffraction(XRD) dengan alat Bruker Diffractometer, danuntuk mendapatkan oksida klinker dilakukanpengujian X-Ray Flourescence (XRF) denganalat Thermo-Advantx.

Pengujian untuk menentukan kelayakanfisik dari semen yang dihasilkan mengacu padaSNI 15-2049-2004antara lain kehalusanmenggunakan alat Particle Size Distribution(PSD) Malvern Mastersizer 2000, pengujiankuat tekan mortar kubus ukuran 50×50×50 mmmenggunakan filler pasir alam dengan kehalusanpasir masuk gradasi zona 2, konsistensi normaldan waktu pengikatan awal dan akhirmenggunakan alat uji Vicat sesuai SNI 15-2049-

10 20 30 40 50 60

2θ

f,ka,b

a,b a,b,m

a,b

b,e

a,ea,b

k kd

Mix with nat.limestone

Front Gypsum

End Gypsum


2004. Selain itu untuk mengetahui temperaturreaksi hidrasi digunakan alat data logger denganujung sensor thermocluplesebagai pembacatemperature yang dihasilkan pada proses reaksihidrasi (Stanek & Sulovsky, 2015).

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Komposisi Kimia KlinkerPada bagian ini dijabarkan hasil dari

analisis mineralogi dan analisis oksida darisemen yang terbentuk pada pembakaran dengansuhu yang tercapai yaitu 1483°C serta perilakufisik dan mekanik dari semen yang telahdihasilkan

Analisis kimia dilakukan dengan analisisX-Ray untuk mempercepat proses sekaligusmenyederhanakan langkahuntuk mendapatkanmineralogi klinker dan oksida yang dihasilkandari proses pembakaran semen.

Tabel 3 Mineralogi hasil klinker hasil pembakarankiln feed dengan masing-masing variasidengan suhu 1483° C

No Mineralogi RumusKimia

Mix withNat.

Limestone

FrontGypsu

m

EndGypsum

aC3S

monoclinic(NISHI)

Ca3SiO5 24,62 25,35 24,48

bC2S Beta

(MUMME)Ca2SiO4

Ca2SiO4 42,73 13,69 9,32

c C3A cubic Ca3Al2O6 0,47 0,18 0,13

dC2Fe2-xAlxO5

(Colville)Ca2FeAlO5 13,51 7,37 7,29

e Lime CaO 1,54 8,13 6,98f Anhydrite CaSO4 0,15 0,76 1,58

g BassaniteBezou

CaSO4(H2O)0.5

0,3 0,76 0,72

h Gypsum CaSO4(H2O)2 0,13 0,23 0,19

i Calcite CaCO3 0,52 0,47 0,54j Portlandite Ca(OH)2 0,94 1,53 1,42

k Spurrite(Smith)

Ca5(SiO4)2CO3

5,1 20,58 23,72

l Dolomite CaMg(CO3)2

0,57 1,37 1,84

m Larnite Ca2(SiO4) 4,75 14,4 16,78

Hasil X-Ray Diffraction pada padaTabel3 dari semen menunjukkan bahwa ada perbedaanjumlah mineral utama dari perhitungan denganhasil pengujian XRD. Terdapat mineral-mineralbentukan lain yang tidak dikehendaki. Mineral-mineral tersebut memiliki kontribusi pada sifat-

sifat mekanik dari semen. Grafik hasil uji XRDdapat dilihat pada .Mineral yang tebentukpadaGambar 1menunjukkan bahwa mineralutama klinker mengalami kekurangan jumlahapabila dibandingkan dengan perhitungan.Seperti pada mineral C3A, Alumina yang ada diC3A mengalami kekurangan jumlah, aluminalebih mengikat pada C4AF. Selain itu C3Sterbentuk lebih sedikit daripada C2S. Hal inidiakibatkan kurang sempurnanya pembakaransehingga calcium dan silicate membentukmineral yang lain seperti larnite dan spurritesehingga mengurangi jumlah pembentukandaripada mineral utama semen.

Berdasarkan persyaratan komposisioksida, klinker dari hasil pengujian XRF yangdihasilkan dari seluruh variasi kiln feed padaTabel 4 dapat diketahui bahwa oksida yangdihasilkandari pembakaran kiln feed limbah inimenghasilkan klinker yang sudah masuk dalamkeluarga klinker pada SNI 15-2049-2004

Tabel 4 Oksida klinker yang dihasilkan daripembakaran kiln feed pada suhu 1483° C

Mix with NatLimestone Front Gypsum End Gypsum

DisainReal

(Bogue)

DisainReal

(Bogue)

Disain Real(Bogue)

Komposisi Oksida (%massa)

SiO2 19,16 20,00 19,05 17,42 19,18 16,87

Al2O3 6,13 6,75 4,36 4,73 4,36 4,55

Fe2O3 3,44 5,11 2,03 2,91 2,10 2,52

CaO 64,43 61,53 61,37 64,07 61,78 63,32

MgO 1,36 1,05 1,75 0,68 1,74 0,67

K2O 0,49 0,24 0,34 0,30 0,34 0,32

Na2O 1,28 0,61 1,07 0,65 1,07 0,66

P2O5 0,00 1,49 0,00 2,39 0,00 2,35

SO3 3,50 1,60 9,88 4,64 9,28 6,17

TiO2 0,21 0,30 0,15 0,22 0,15 0,21

f.CaO 1,00 1,54 1,00 8,13 1,00 6,98

LOI 54,24 1,32 55,26 1,99 55,99 2,36

Karakteristik Fisik KlinkerKehalusan Semen

Pengukuran kehalusan digunakan alatParticle Size Distribution(PSD) dengan alatMalvern-Mastersizer 2000. Hasil pengukurankehalusan didapatkan distribusi partikel semenseperti padaGambar 2, partikel semenmembentuk dua puncak distribusi partikeldengan kehalusan yang tidak seragam. Padaproses milling terjadi aglomerasi antar


permukaan partikel dikarenakan konsumsienergi saat proses milling berlangsung sehinggadapat menurunkan performa alat milling ketikamaterial uji mencapai peningkatan kehalusan(Sverak, Baker, & Kozdas, 2013).

Gambar 2 Profil pengukuran particle sizedistribution (PSD) pada klinker a) End Gypsum, b)

Front Gypsum, c) Mix with Natural Limestone

Pada pembacaan alat Particle SizeDistribution (PSD) dapat didapatkan nilaispecific surface area (SSA). Nilai specificsurface area (SSA) merupakan nilai kehalusansuatu partikel dengan ukuran luasan totalpartikel per unit massa. Nilai dari pengujianspecific surface area (SSA) dapat mewakiliproses pengujian Blaine pada SNI-2049-2004.Nilai kehalusan yang disyaratkan adalah 280m2/kg, sehingga untuk syarat kehalusan padaTabel 5 ,ketiga variasi semen tersebut telahmemenuhi syarat.

Gambar 3 Temperatur hidrasi final setting pastasemen

Gambar 4 Kuat tekan mortar kubus ukuran 50 × 50×50 mm pada ketiga variasi hasil pembakaran

(klinker) kiln feed dibandingakan dengan kuat tekanOPC dan PPC

Konsistensi Normal Setting time dan WaktuPengikatan

Pengujian ini bertujuan untukmengetahui berapa lama semen mengalamisetting atau pengerasan dan kebutuhan air yangdigunakan untuk mencapai workability standardengan digunakannya alat uji Vicatsesuaistandar SNI 15-2049-2004.

Ketiga semen yang digunakan untukpengujian mengalami pengikatan yang sangatcepat. Hal ini berpengaruh pada pembentukankuat tekan pada umur awal hingga mampumemberikan pengaruh pada pengurangan kuattekan (Kurdowski, 2014). Gypsum sebagaipengontrol setting sangat berperan dalam waktupengikatan. Dilihat pada Tabel 5 bahwa settingtime dari variasi klinker mix with naturallimestone hingga variasi end gypsum, settingtime yang terjadi lebih lambat, hal inidikarenakan jumlah gypsum yang dimiliki olehvariasi klinker mix with natural limestone lebihsedikit dibanding dengan klinker variasi endgypsum.

a

b

c












18,31

27,81

41,00

1,925,04

20,75

05

1015202530354045

3 7 28

MPa

Umur (hari)

Kuat Tekan Mortar

OPC PPC

Mix with Natural Limestone Front Gypsum

End Gypsum

a

b

c












18,31

27,81

41,00

1,925,04

20,75

05

1015202530354045

3 7 28

MPa

Umur (hari)

Kuat Tekan Mortar

OPC PPC

Mix with Natural Limestone Front Gypsum

End Gypsum

a

b

c


Tabel 5 Karakter fisik semen yang dihasilkan daripembakaran tiga variasi kiln feeddibandingkan dengan SNI 15-2049-2004

SNI15-

2049-2004

Mix withNatural

Limestone

FrontGypsum

EndGypsum

Kuat Tekan(Mpa)3 hari 12,26 1,92 4,03 1,467 hari 19,62 5,04 5,35 2,47

28 hari 27,47 20,75 11,90 4,28Spesific SufaceArea (m2/Kg) 280 682 826 677

KonsistensiNormal (w/c) - 48 40 35

Setting Time(min)

Initial Setting 45 2,5 3 8Final Setting 375 4,5 5 11W/C mortar kubus 50×50×50 mm

0,48 0,73 0,76 1

Kuat Tekan Mortar

Semen dari ketiga variasi ini memilikikuat tekan mortar kubus 50 × 50 × 50 mm yangmasih rendah berdasarkan data pada Tabel 5 danpada Gambar 4. Hal ini dikarenakan masihsedikitnya alite yang terbentuk akibat daripembakaran dan klinkerisasi yang kurangsempurna (Stanek & Sulovsky, 2015). Akibatdari hal tersebut, klinker yang terbentukmenghasilkan mineral-mineral lain sepertispurrite, larnite dan masih adanya freelimeyangtidak ikut menjadi mineral utama klinkersehingga mineral utama tidak terbentuk secarasempurna. Jika ditinjau dari kuat tekan yanglemah, dikarenakan rendahnya kadar mineralogiC3S dan bentukan mineralogi spurrite yangmasih mengandung mineral karbonat. Hal inimengganggu pertumbuhan kekuatan dari mortar,sehingga kuat tekan menurun. Selain itutingginya jumlah mineral larnite mengakibatkanpertumbuhan kuat tekan pada umur awalmenurun pula. Hal ini diakibatkan reaksi hidrasidari mineral berbentuk Ca2SiO4 bereaksi lambatdibandingkan mineral dengan bentuk Ca3SiO5akibat dari jumlah ion kalsium yang dimilikioleh mineral tersebut lebih sedikit dibandingkandengan ion dari Ca3SiO5(Kurdowski, 2014; Lea,1970).

Pada proses hidrasi, mineral C3Aterhidrasi terlebih dahulu dengan diikuti proseshidrasi dari mineral C3S. Secara kualitatif, semen

dengan ketiga variasi ini memiliki pengikatanawal dan akhir yang cepat dikarenakan mineralC3A dan C3S telah habis terhidrasi dahulu,sehingga dalam proses hidrasi lanjut, sementidak memiliki cukup mineral C3S untukmembentuk Calcium Silicate Hydrate (CSH)dari mortar lalu ditambah dengan bentukandeposit Ca(OH)2 pada reaksi hidrasi serta semenmasih memiliki kadar free lime yang tinggisehingga menambah deposit bentukan Ca(OH)2yang dalam kondisi bebas yang mengganggupembentukan strength apabila tidak diikatdengan jumlah silikat yang aktif sejumlahdengan deposit Ca(OH)2 yang terbentuk padasemen. Selain itu, semen sulit dikerjakandikarenakan setting time yang sangat cepatsehingga membutuhkan w/c yang lebih banyakdibandingkan dengan semen OPC normal.Olehkarena itu pembentukan kuat tekan menjaditidak sempurna apabila dibandingkan syarat kuattekan yang ada pada SNI 15-2049-2004 dengankehalusan yang lebih daripada syarat yangdituangkan dalam SNI 15-2049-2004 sepertiyang dapat dilihat padaTabel 5.

Temperatur Hidrasi dan Morfologi Mineral

Pengukuran temperatur hidrasidilakukan untuk mengetahui pengaruh akibatdari komposisi Untuk ketiga variasi semen, suhuketika initial setting sampai final settingberadapada temperature hidrasi yang tertinggi padasemen variasi mix with natural limestone dengantemperature 43,10°C, diikuti dengan variasi frontgypsum dengan temperature 41,60°C dan palingrendah dengan variasi semen end gypsyumdengan temperature 40,5°C seperti yang dapatdilihat pada Gambar 3.

Morfologi dari klinker yang dihasilkanini didominasi oleh mineral belite, alite, dancalcium aluminoferrite,. Selain itu terdapatmineral lain yang terbentuk yaitu spurrite danlarnite. Dilakukan pengamatan denganmenggunakan backscattered scanning electron.Bentuk dari kristal-kristal dari klinker variasi inididominasi oleh bentuk-bentuk mineral yangberukuran kecil namun saling berikatan satusama lain membetuk suatu kesatuan yang rigiddan kasar. Pada Gambar 5 menunjukkan bentukmineral yang berupa hexagonal yaitu alite,rounded berupa belite, dan sebagian kecilberbentuk cubic yaitu C3A dan ada pula


berbentuk dendritic yaitu ferrite. Bentukmineralogi ini juga turut memberikan pengaruhterhadap reaksi hidrasi yang berlangsung(Stutzman, 2004). Tingkat reaktivitas darimineral semen sendiri antara lain aluminate >alite > ferrite > belite. C3A merupakan yangpaling cepat bereaksi dengan air danmendominasi kecepatan reaksi lalu diikuti reaksihidrasi dari mineral silicate yang memberikankontribusi kuat tekan terhadap semen itu sendiri(Philip A Alsop, Hung Chen, & Herman Tseng,2007).

Gambar 5 Bentukan hydrate dengan menggunakanmetode pengukuran Backscattered Electron

Microscope pada ketiga klinker hasil pembakaran tigavariasi kiln feed a) Mix with Natural Limestone, b)

Front Gypsum c) End Gypsum

V. KESIMPULANDari penelitian ini dapat diambil

kesimpulan bahwa semen yang berbahan dasardari limbah kapur PT. Petrokimia Gresik danLumpur Sidoarjo berpotensi sebagai alternatifbahan dasar pembuatan semen Portland,walaupun secara fisika, semen dari ketiga variasikiln feed ini belum memenuhi SNI 15-2049-2004. Oksida klinker yang dihasilkan dari semenlimbah sudah masuk dalam oksida batasminimum untuk menjadi semen Portland,memiliki karakter temperatur hidrasi yangtinggi,memiliki workability yang kurang baik, sertasettingtime kurang dari 15 menit.Semen denganvariasi kiln feed mix with naturallimestonememenuhi semen Portland tipe IV SNI15-2049-2004 sedangkan variasi kiln feed frontgypsum maupun end gypsum memenuhi semenPortland tipe V SNI 15-2049-2004 walaupundarisegi jumlah, kadar SO3belum memenuhi.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terimakasihkepada PT. Petrokimia Gresik atas penyediaanmaterial kapur limbah dan Bapak Tri Eddy

Susanto,ST,MT dari PT. Semen Indonesia atasfasilitas proses produksi semen dan pengujiankimia maupun fisika selama riset dilakukan.

DAFTAR PUSTAKA

Breizh. (2015, September Selasa). Retrievedfrom http://www.cheresources.com/:http://www.cheresources.com/invision/topic/21446-chemical-engineering-plant-cost-index-cepci/

Chen, H. (2015). Technical benefit and riskanalysis on cement clinkering processwith compact internal burning ofcarbon. Applied Thermal Engineering ,75, 239-247.

Ekaputri, J. J., & Triwulan. (2006). Study onPorong Mud-Based GeopolymerConcrete.

Ekaputri, J., Triwulan, S.Junaedi, Fansuri, & Aji,R. (2013). Light Weight GeopolymerPaste made with Sidoarjo Mud (Lusi).Material Science Forum , 803, 63-74.

Gresik, P. P. (2012). Sustainable Commitment inDeveloping Economic, Enviromentaland Social Aspects. Gresik: PT.Petrokimia Gresik.

Kurdowski, W. (2014). Cement and ConcreteChemistry. Krakow,Poland: Springer.

Lea, F. (1970). The Chemistry of Cement andConcrete (3rd ed.). Glasgow: EdwardArnold (Publishers) Ltd.

Lin Yang, Y. Y. (2013). Utilization of phospatefertilizer industry waste for belite-ferroaluminate cement production.Construction and Building Materials ,38, 8-13.

Nasional, B. S. SNI 15-2049-2004 SemenPortland. BSN.

Philip A Alsop, P., Hung Chen, P., & HermanTseng, P. (2007). The Cement PlantOperations Handbook (5th ed.).Tradeship Publications Ltd.


Pujawan, I. N. (2008). Ekonomi Teknik. In I. N.Pujawan, Ekonomi Teknik. Surabaya:Penerbit Guna Widya.

Richardson, I. (2008). The Calcium SilicateHydrates. Cement and ConcreteResearch (38), 137-158.

Salah, D. B. (2010). University of TechnologyIraq. Retrieved Maret Minggu, 2015,from http://www.uotechnology.edu.iq/

Singh, M., Kapur, P., & Pradip. (2008).Preparation of CalciumSulphoaluminate Cement UsingFertilizer Plant Wastes. Journal ofHazardous Material , 157, 106-113.

Stanek, T., & Sulovsky, P. (2015). Active low-energy belite cement. Cement andConcrete Research , 203-210.

Stutzman, P. (2004). Scanning electronmicroscopy imaging of hydrauliccement microstructure. Cement &Concrete Composites , 957-966.

Sverak, T., Baker, C., & Kozdas, O. (2013).Efficiency of grinding stabilizers incement clinker processing. MineralsEngineering (43-44), 52-57.

Taylor, H. F. (1990). Cement Chemistry.London: Academic Press Inc.

www.chemengonline.com. (2015, SeptemberSelasa). Chemical Engineering.Retrieved fromwww.chemengonline.com:https://id.scribd.com/doc/254840379/CEPCI-January-2015#download

Zajac, M., Rosberg, A., Saout, G. L., &Lothenbach, B. (2013). Influence ofLimestone and Anhydrite in TheHydration of Portland Cement. Cement& Concrete Composite (46), 99-108.

PEMANFAATAN KAPUR (CaCO3) DAN LUMPUR SIDOARJO …

Documents

Transcript of PEMANFAATAN KAPUR (CaCO3) DAN LUMPUR SIDOARJO …