Penjelasan semen dan klasifikasinya

Halo sobat teknik kali ini kita mau ngebahas tentang Semen dan Klasifikasinya nih. Mari disimak bersama-sama :)

A.     Pengertian dan Sejarah Semen

Kata semen berasal dari bahasa latin “cementum” yang berarti bahan pengikat. Pengertian yang lebih luas adalah material plastis yang dapat memberikan sifat perekat dantara batu-batuan dalam konstruksi bangunan. Semen sudah dikeal sejak jaman dahulu dengan ditemukannya semacam batuan alam yang dapat dikalsinasi menghasilkan suatu produk yang mengeras dengan penambahan air. Bangsa Mesir misalnya, sudah menggunakan menggunakan bahan semacam semen untuk konstruksi bangunan piramidnya. Sedangkan  bangsa  Yunani  dan  Romawi  menggunakan  abu  vulkanik  yang dicampur dengan kapur untuk dijadikan semen.

Abad 18 dan 19 para ahli fisika dan kimia membuat semen yang bermutu lebih baik. Tahun 1824 seorang tukang batu Inggris bernama Joseph Aspidin, berhasil membuat semen
dengan mengkalsinasi batu kapur argilaceo yang dicampur dengan tanah liat. Semen ini dinamakan  “Portland”  karena beton yang dibuat dengan semen ini sangat menyerupai batu bangunan yang terkenal yang terdapat di pulau Portland, Inggris.  (G.T. Austin, ,1985)

B.     Jenis-jenis Semen

Beraneka jenis semen disesuaikan dengan kebutuhan semen itu sendiri. Perbedaan  macam  semen  tergantung  pada  komposisi  unsur-unsur penyusunnya dan unsur tambahan lain yang ditambahkannya. Beberapa jenis semen antara lain sebagai berikut :

o   Semen Portland Putih

Semen ini dibuat dengan membatasai jumlah kandungan besi sehingga produknya berwarna putih, untuk itu diperlukan kapur dan tanah liat yang murni agar tidak terjadi pengotoran oleh besi.

o   Semen alumina tinggi

Semen ini pada dasarnya adalaah Semen Kalsium Aluminat yang dibuat dengan melebur campuran campuran batu kapur dan bauksit.

o   Semen Silikat

Semen silikat yang penuh silika dan set secara kimia tahan terhadap segala macam asam anorganik dalam segala konsentrsi, kecuali asam fluoride.

o   Semen Slag

Semen ini diperoleh dari terak semen portland yang dicampur degan butir-butir slag pada temperatur tinggi kemudian didinginkan secara tepat.

o   Semen Pozzolan

Semen ini diperoleh denga menggiling terak. Semen portland dengan trass sebagai bahan pozzolannya.

o   Semen Portland

Merupakan semen hidrolik yang diperoleh dengan menggiling terak yang terutama terdiri dari kalsium silikat hidrolik dengan satu atau lebih bahan tambahan biasanya gypsum. Berdasarkan banyaknya presentase kadar masing-masing komponen ASTM (American Society of Testing Material) C 150 – 95 membagi 5 macam type semen portland. Kelima type tersebut ,yaitu:

1.      Ordinary Portland Cement (Semen tipe 1)

Semen Portland tipe 1 ini biasanya digunakan untuk bangunan biasa yang tidak memerlukan ketentuan khusus.

2.      Moderate Heat Cement (Semen Tipe 2)

Semen ini digunakan dalam situasi yang memerlukan kalor hidrasi yang tidak terlalu tinggi atau untuk bangunan beton biasa yang dapat terkena aksi sulfat yang sedang.

3.      High Early Strenght Cement (Semen Tipe 3)

Semen dengan kekuatan awal tinggi yang terbentuk dari bahan baku yang mengandung perbandingan gamping-silika lebih tinggi Semen ini mengandung trikalsium siikat lebih banyak dari semen portland biasa.

4.      Low Heat Cement (Semen tipe 4)

semen  portland  kalor-rendah,  persen  kandungan  C3S  dan  C3A lebih rendah. Akibatnya persen tetra kalsium aluminoferit (C4AF) lebih tinggi karena adanya Fe2O3 yang ditambahkan untuk mengurangi C3A.

5.      Sulfat Resistance Cement (Semen tipe 5)

Semen portland tahan sulfat adalah semen yang karena komposisinya atau cara pengolahannya, lebih tahan terhadap sulfat dari pada keempat jenis  lainnya.  Semen  ini  mengandung  C3A  lebih  rendah  dari  ketiga semen lain. Akibatnya kandungan C4AF-nya lebih tinggi (G.T. Austin, ,1985)

C.      Teknologi Pembuatan Semen:

Ditinjau  dari  kadar  air  umpan  maka  teknologi  pembuatan  semen  dibagi menjadi  4 proses , yaitu :

Proses Basah

Pada proses ini bahan baku dihancurkan dalam raw mill kemudian digiling dengan  ditambah  air  dalam  jumlah  tertentu.  Hasilnya  berupa  slurry  / buburan, kemudian dikeringkan dalam rotary dryer sehingga terbentuk umpan tanur berupa slurry dengan kadar air 25 – 40 %. Pada umumnya menggunakan “Long Rotary Kiln” untuk menghasilkan terak.

Kerugian:

1.      Pemakaian bahan bakar lebih banyak dibandingkan proses lain.

2.      Tanur  putar  yang digunakan  ukurannya  lebih  panjang  dibandingkan tanur putar pada proses kering

Keuntungan:

1. Pencampuran dari komposisi slurry lebih mudah karena berupa luluhan    

2. Debu yang dihasilkan relatif sedikit

o   Proses Semi Basah

Pada proses semi basah, bahan baku (batu kapur, pasir besi, pasir silika ) dipecah kemudian pada unit homogenisasi  ditambahkan air dalam jumlah tertentu serta dicampur dengan luluhan tanah liat. Sehingga terbentuk bubur halus dengan kadar air 15-25 % (slurry) disini umpan tanur disaring terlebih dahulu dengan filter press. Filter cake yang berbentuk pellet kemudian mengalami  kalsinasi  dalam  tungku  putar  panjang  (Long  Rotary  Kiln). Dengan   perpindahan   panas   awal   terjadi   pada   rantai   (chain   section). Sehingga terbentuk klinker sebagai hasil proses kalsinasi.

Kerugian :

1. Tanur yang digunakan masih lebih panjang dari tanur putar pada proses kering.

2. Membutuhkan  filter  yg  berupa  filter  putar  kontinyu  untuk  menyaring umpan yang berupa buburan sebelum dimasukkan ke kiln.

Keuntungan :

1. Umpan mempunyai komposisi yang lebih homogen dibandingkan dengan proses kering.

2. Debu yang dihasilkan sedikit

o   Proses Semi Kering ( Semi Dry Process )

Proses semi kering dikenal sebagai grate proses, dimana merupakan transisi dari proses basah dan proses kering dalam pembuatan semen.Umpan tanur pada proses ini berupa tepung baku kering, lalu dengan alat granulator (pelletizer) umpan disemprot dengan air untuk dibentuk menjadi granular dengan  kadar  air  10  –  12  %  dan  ukurannya    10  –  12  mm  seragam. Kemudian kiln feed dikalsinasi dengan menggunakan  tungku tegak (shaft kiln) atau long rotary  kiln. Sehingga terbentuk klinker sebagai hasil akhir proses kalsinasi.

Kerugian :

1.      Menghasilkan debu

2.      Campuran tepung baku kurang homogen karena pada saat penggilingan bahan dalam keadaan kering

Keuntungan :

1. Tanur yang digunakan lebih pendek dari proses basah.

2. Pemakaian bahan bakar lebih sedikit.

Proses Kering ( Dry Process)

Pada  proses  ini  bahan  baku  dipecah  dan  digiling  disertai  pengeringan dengan jalan mengalirkan udara panas ke dalam raw mill sampai diperoleh tepung baku dengan kadar air 0,5-1%. Selanjutnya  tepung baku yang telah homogen  ini  diumpankan  ke  dalam  suspensionpreheater  sebagai pemanasan awal, disini terjadi perpindahan panas.

Kerugian :

1. Campuran  tepung  kurang  homogen   karena  bahan  yang  digunakan dicampur dalam keadaan kering.

2. Banyak  debu  yang  dihasilkan  sehingga  dibutuhkan  alat  penangkap debu.

Keuntungan :

1. Rotary kiln yang digunakan relatif pendek.

2. Heat compsumtion  rendah   yaitu sekitar 800 – 1000 kcal untuk setiap kilogram terak sehingga bahan bakar yang digunakan lebih sedikit.

3. Kapasitas produksi besar dan biaya operasi rendah. (G.T. Austin,1985)