Sekilas Tentang Semen (Jenis dan Sifat Dasar)

GU

Pesatnya pembangunan infrastruktur di suatu Negara tentu tak lepas dari peran ketersediaan bahan baku pada gambar diatas. Indonesia yang dinilai oleh dunia sebagai salah satu ‘hot prospect’ dalam pembangunan tentu saja mengundang banyak investor di bidang industri semen untuk menanamkan modalnya di negeri khatulistiwa ini. Namun, adakah yang tahu apa itu semen? Dan bagaimana sifatnya? Artikel ini akan membahas berkaitan dengan hal tersebut.

Pada awalnya semen hanyalah hasil percampuran antara batu kapur dan abu vulkanis yang berfungsi sebagai perekat dan penguat bangunan.  Baru pada awal abad ke 18, John Smeaton seorang engineer berkebangsaan Inggris menemukan dan mengembangkan ramuan ajaib ini.  Dia membuat suatu adonan dengan mencampur batu kapur dan tanah liat saat membangun  menara suar Eddystone di lepas pantai Comwall, Inggris.

Ironisnya, bukan Smeaton yang memegang hak paten ramuan ini.  Adalah Joseph Aspdin, yang juga seorang engineer berkebangsaan Inggris, pada 1824 yang mendapatkan hak paten ramuan tersebut yang disebut semen portland. Dinamai begitu karena warna hasil akhir olahannya mirip tanah liat  Pulau Portland, Inggris.

Semen sendiri berasal dari bahasa latin yaitu “caementum” yang berarti bahan perekat. Sedangkan menurut SNI (Standar Nasional Indonesia) pengertian semen adalah sebagai berikut

 

Semen yang umum digunakan di Indonesia berdasarkan SNI, yaitu :

1)      SNI 15 – 0129 – 2004              : Semen Portland Putih

2)      SNI 15 – 0302 – 2004              : Semen Portland Pozolan

3)      SNI 15 – 2049 – 2004              : Semen Portland

4)      SNI 15 – 3500 – 2004              : Semen Portland Campur

5)      SNI 15 – 3758 – 2004              : Semen Mansory

6)      SNI 15 – 7064 – 2004               : Semen Portland Komposit

A.     Sement Portland Putih (SNI 15 – 2049 – 2004)

Semen hidrolis yang berwarna putih dan dihasilkan dengan cara menggiling terak semen

portland putih yang terutama terdiri atas kalsium silikat dan digiling bersama-sama dengan  bahan tambahan berupa satu atau lebih bentuk kristal senyawa kalsium sulfat. Semen portland putih dapat digunakan untuk semua tujuan di dalam pembuatan adukan  semen serta beton yang tidak memerlukan persyaratan khusus, kecuali warna putihnya. Semen portland putih harus memenuhi syarat kimia dan fisika seperti tertera pada tabel

berikut:

p1

B.      Semen Potland Pozzolan

Suatu semen hidrolis yang terdiri dari campuran yang homogen antara semen portland dengan pozolan halus, yang di produksi dengan menggiling klinker semen portland dan  pozolan 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

C.      Semen Portland

Semen hidrolisis yang dihasilkan dengan cara menggiling terak semen portland terutama yang terdiri atas dan digiling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih bentuk kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh ditambah dengan bahan tambahan lain. Mineral Pembentuk Semen

Chemical Name Chemical Formula Notation % Mass
Tricalcium silicate 3CaO.SiO2 C3S 55-65
Dicalcium silicate 2CaO.SiO2 C2S 15-30
Tricalcium aluminate 3CaO.Al2O3 C3S 5-10
Tetracalcium aluminoferrat 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 5-10
Calcium sulfate dihydrate CaSO4.2 H2O CSH2 ±4

 

 

 

1)      Tipe 1 (Ordinary Portland Cement)

Semen yang dipakai untuk penggunaan keperluan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus.

2)      Tipe 2 (Moderat Sulfat Resistance)

Semen yang memerlukan ketahanan terhadap sulfat sedang dan kalor hidrasi sedang ketika digunakan.

3)      Tipe 3 (High Early Strength)

Semen yang dalam penggunaannya memerlukan kuat tekan awal yang tinggi.

4)      Type IV (Low Heat of Hydration)

Semen  yang dalam penggunaannya memerlukan kalor hidrasi rendah

5)      Type V (Sulfat Resistance)

Semen yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat tinggi

D.  Semen Portland Campur (SNI 15 – 3758 – 2004)

Suatu bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan bersama-sama  dari terak semen portland dan gips dengan satu atau lebih bahan anorganik yang bersifat tidak bereaksi (inert). Semen portland campur dapat digunakan untuk semua tujuan dalam pembuatan adukan semen dan beton untuk konstruksi yang tidak memerlukan persyaratan khusus dengan kuat tekan karakteristik (f’c) setinggi-tingginya 20 Mpa (200 kg/cm2) pada umur 28 hari

 

E.  Semen Mansory (SNI 15 – 3758 – 2004)

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)

F.    Semen Portland Komposit (SNI 15 – 7064 – 2004)

Bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan bersama-sama terak semen portland dan gips dengan satu atau lebih bahan anorganik, atau hasil pencampuran antara bubuk semen portland dengan bubuk bahan anorganik lain. Bahan anorganik tersebut antara lain terak tanur tinggi (blast furnace slag), pozolan, senyawa silikat, batu kapur, dengan kadar total bahan anorganik 6% – 35 % dari massa semen portland komposit

Sifat Semen :

1.      Kehalusan

Kehalusan semen dapat dinyatakan sebagai:

1. Luas permukaan spesifik partikel semen., Nilai ini diperoleh dengan metode permeabilitas udara (Blaine). Semen semakin tinggi Blaine, semakin tinggi kehalusan

2. Residu pada saringan mesh 200 dan 325 mesh . Partikel> 45  memiliki reaktivitas rendah dan tidak memberikan kontribusi yang signifikan bagi perkembangan kekuatan semen. Partikel> 75  mungkin tidak bereaksi sama sekali

2.      Panas Hidrasi

Panas hidrasi dari komponen semen bersifat eksotermis, sehingga pada saat proses hidrasi berlangsung, akan melepaskan sejumlah panas.

No Komponen Panas Hidrasi, Joule/g
1 C3S 503
2 C2S 260
3 C3A 867
4 C4AF 419

Berlangsungnya proses hidrasi dapat digambarkan sebagai berikut :

Anhidrat (padatan) + Air      Hidrate (padatan) + panas

dengan urutan proses :

1. Pemadatan/solidifikasi (pengikatan air)

2. Pembentukan fase baru (hidrat)

3. Penambahan volume pada fase padatan

4. Pengeluaran panas

3.      Kuat Tekan

Kuat tekan semen salah satunya ditentukan oleh komponen penyusun semen, terutama oleh kalsium silikat. Pada pengembangan kuat tekan awal (misalnya sampai umur 28 hari), didominasi oleh hidrasi C3S yang didukung oleh C3A. Untuk C2S dan C4AF akan memberikan kontribusi terhadap kuat tekan untuk umur yang lebih lama. Selain itu yang mempengaruhi pengembangan kuat tekan adalah kehalusan semen (fineness) dan kandungan gypsum dalam semen.

4.      Setting Time

Campuran semen dengan air akan membentuk adonan yang bersifat kenyal dan dapat dibentuk (workable). Beberapa saat, pasta tidak berubah. Periode ini dikenal dengan periode tidak aktif (dormant periode). Pada tahap selanjutnya, pasta yang terbentuk menjadi semakin kaku hingga mencapai tingkat dimana pasta tetap lunak , tetapi sudah tidak dapat dibentuk lagi.

Periode ini disebut initial set, Sedang waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tingkatan ini disebut initial setting time (waktu pengikatan awal).

Selanjutnya pasta menjadi semakin kaku menjadi padatan yang keras dan getas (rigid). Tahap ini disebut final set  dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tingkatan ini disebut final setting time (waktu pengikatan akhir).

Proses ini  berlanjut terus hingga pasta semen menjadi semakin keras dan kuat yang disebut dengan pengerasan atau hardening.

 5.      Soundsness

Soundness didefinisikan sebagai kemampuan pasta semen yang mengeras untuk mempertahankan volumenya setelah proses pengikatan berakhir.Kestabilan volume ini dapat terganggu karena adanya CaO bebas (free lime) dan MgO bebas (periclase) yang berlebihan(mengakibatkan ekspansi).

6.      Konsistensi

Konsistensi di definisikan sebagai kemampuan pasta semen untuk mengalir. Pada pengujian, konsistensi normal ditunjukan dengan penetrasi jarum vicat sebesar   10±1 mm. Sifat ini digunakan untuk mengatur perbandingan antara jumlah air dengan semen pada pembuatan pasta semen

7.      Ketahanan terhadap sulfat (Durability)

Salah satu hal penting dalam peggunaan semen dalam struktur beton adalah ketahanan terhadap sulfat. Komponen penyusun semen yang mempengaruhi terhadap ketahanan terhadap sulfat adalah C3A.

Pada saat terjadi proses hidrasi semen, C3A akan bereaksi dengan sulfat dan air membentuk ettringite. Ettringite ini mempunyai volume yang lebih besar dibandingkan volume komponen penyusunya sehingga bila berlebihan mengakibatkan terjadinya ekspansi yang dapat menyebabkan kerusakan pada struktur beton.

 

Ref

http://pustan.bpkimi.kemenperin.go.id/files/SNI%2015-0129-2004.pdf

http://pustan.bpkimi.kemenperin.go.id/files/SNI%2015-0302-2004.pdf

http://maulhidayat.wordpress.com/2012/10/23/semen/

http://pustan.bpkimi.kemenperin.go.id/files/SNI%2015-3500-2004.pdf

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s