26
BAB III TINJAUAN PUSTAKA
3.1 Sejarah Semen Kata semen berasal dari bahasa latin cementum
yang berarti bahan pengikat. Semen adalah suatu bahan anorganik
yang bersifat adhesif dan kohesif,digunakan sebagai bahan pengikat
sehingga mampu merekatkan berbagai jenis padatan menjadi sebuah
material yang kompak dengan penambahan sejumlah air. Reaksi kimia
antara semen dan air ini disebut hidrasi.(I Ketut Arsha Putra,1995)
Menurut E. Jasjfi,1985, semen dikenal sejak jaman dahulu dengan
ditemukannya semacam batuan alam yang dapat dikalsinasi
menghasilkan suatu produk yang mengeras dengan penambahan air.
Bangsa Mesir misalnya, sudah menggunakan bahan semacam semen untuk
konstruksi bangunan piramidnya. 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
Portlan, di Inggris. (E. Jasjfi,1985)
27
3.2 Bahan Baku dan Bahan Pembantu 3.2.1 Bahan Baku dalam
Pembuatan Semen 1. Batu Kapur ( CaCO3 ) Batu kapur dalam keadaan
murni berupa bahan CaCO3 yang mengandung calsite dan aragonite.
Batu kapur tersusun atas struktur butiran kristal yang baik.
Kekerasan batu kapur dipengaruhi oleh umur geologinya. Semakin tua
umur batu kapur biasanya semakin keras. Berdasarkan kandungan CaCO3
nya batu kapur dibedakan menjadi :
Batu Kapur High Grade. Batu kapur ini mengandung CaCO3 lebih
dari 93 persen dan MgO maksim/al 2 persen, bersifat rapuh.
Batu Kapur Medium Grade. Kadar CaCO3 88 92 persen, MgO maksimal
2 persen, bersifat rapuh dan kurang keras.
Batu Kapur Low Grade. Kadar CaCO3 85 87 persen dan mengandung
MgO tinggi.
Tabel 7. Komposisi Batu Kapur pada Pembuatan Semen Portland %
CaO % SiO2 % Al2O3 % Fe2O3 0,2 - 5 %MgO 0,2 - 4 %Alkali 0,2 - 4 %
SO3 1-3 % Cl 0,2 - 1 % H2O 7 -10
40 - 55 1 -15 1-6 (H.N Banerjea, 1980)
28
Menurut Puja Hadi Purnomo,1994,sifat fisika batu kapur sebagai
berikut: Fase Warna : Padat : Putih : 7 10 persen H2O : 1,3 ton/m3
: 2,49 : 825 oC
Kadar air Bulk density Spesific gravity Titik Leleh Kandungan
CaO Kuat tekan Silika ratio Alumina ratio
: 47 56 persen : 31,6 N/mm2 : 2,6 : 2,57
Menurut R.H. Perry,1984,salah satu sifat kimia batu kapur yaitu
dapat mengalami kalsinasi. Reaksi : CaCO3T= 600-800C
CaO + CO2
2. Tanah Liat ( Al2O3.2SiO2.xH2O ) Tanah liat terbentuk dari
beberapa senyawa kimia antara lain; alkali silikat dan beberapa
jenis mika. Pada dasarnya warna dari tanah
29
liat adalah putih, tetapi dengan adanya senyawa-senyawa kimia
lain seperti Fe(OH)3, Fe2S3 dan CaCO3 menjadi hanya berwarna
abu-abu sampai kuning.
Menurut Puja Hadi Purnomo,1994,sifat fisika tanah liat sebagai
berikut: Fase Warna : Padat : Coklat kekuningan : 18 25 persen H2O
: 1,7 ton/m3 : 1999 - 2032 oC : 2,36 : 2,9 : 2,7
Kadar air Bulk density Titik Leleh Spesific gravity Silika ratio
Alumina ratio
Menurut R.H. Perry,1984,salah satu sifat kimia tanah liat yaitu
dapat mengalami pelepasan air hidrat bila dipanaskan pada suhu
500C. Reaksinya : Al2Si2O7.xH2OT = 500 C
Al2O3 + 2SiO2 + xH2O % H2O 18-25
Tabel 8. Komposisi Tanah Liat pada Pembuatan Semen Portland %
CaO % SiO2 % Al2O3 %Fe2O3 % MgO %Alkali % SO3 1 - 10 40 - 70 (H.N
Banerjea, 1980) 15 - 30 3 - 10 1-5 1-4 2,3 menyebabkan :
59
Kuat tekan awal semakin tinggi Semen yang mempunyai kuat tekan
awal tinggi berarti semen tersebut mempunyai kekuatan penyokong
dalam waktu lama. Membutuhkan banyak panas dalam pembakaran di kiln
Harga HM yang besar disebabkan karena prosentase CaO besar.
Kelebihan jumlah CaO ini menyebabkan pembakaran umpan kiln
membutuhkan waktu yang lama sehingga dibutuhkan panas yang
banyak.
2. Lime Saturation Factor ( LSF )Yaitu perbandingan persen CaO
yang ada dalam raw mill dengan CaO yang dibutuhkan untuk mengikat
oksida-oksida lain. Apabila AR > 0,64LSF = 100 CaO 2,8 SiO 2
+1,18 Al 2 O3 + 0,65 Fe 2 O3
.
(2) Harga LSF biasanya 89 98 Jika LSF < 89 menyebabkan :
Terak mudah dibakar
Kadar free lime rendah Panas hidrasi semen rendah
Liquid fase berlebihan sehingga cenderung membentuk ring
dancoating ashing
Potensial C3S rendah, C2S tinggiJika LSF > 98 menyebabkan :
Terak sulit dibakar
60
tinggi
Kadar free lime tinggi Temperature burning zone tinggi Potensial
kadar C3S tinggi Panas hidrasi tinggi Dipakai apabila menggunakan
batubara dengan kadar
3. Silika Ratio ( SR ) Yaitu bilangan yang menyatakan
perbandingan antara oksida silika dengan alumina dan besi.
SR =
SiO 2 . Al 2 O3 + Fe 2 O3
(3) Harga SR biasanya : 1,9 3,2 Silika ratio ini merupakan
indikator tingkat kesulitan pembakaran raw material. Semakin tinggi
nilai SR menunjukkan semakin sulit material untuk dibakar. SR yang
tinggi akan menurunkan liquid fase serta meningkatkan burnability
dan temperatur pembakaran. Jika SR > 3,2 menyebabkan : Material
makin sulit dibakar C2S banyak terbentuk dan sedikit C3S Cenderung
menghasilkan semen yang mempunyai ekspansi tinggi karena kadar free
lime tinggi
Lebih sulit membentuk coating sehingga panas hidrasi kalor
tinggi yang menyebabkan umur bricks menjadi lebih pendek
Jika SR < 1,9 menyebabkan :
61
Material mudah dibakar karena panas yang dibutuhkan relatif
kecil Temperatur klinkerisasi rendah Cenderung membentuk ring
coating dalam kiln
4. Alumina Ratio ( AR ) Yaitu bilangan yang menyatakan
perbandingan antara oksida alumina dengan oksida besi. Harga
Alumina Ratio berkisar antara 1,5 2,5
AR =(4)
Al 2 O3 .. Fe 2 O3
Jika AR > 2,5 menyebabkan : Material sukar dibakar
Menghasilkan semen dengan setting time pendek dan kekuatan tekan
awal tinggi
Kadar C3A tinggi dan menurunkan kadar C4AF dalam semen
Jika AR < 1,5 menyebabkan:
Liquid fase berdensintas tinggi dengan viscositas rendah
Temperatur klinkerisasi rendah Material sukar dibakar
Tabel 12. Batasan Senyawa yang Terkandung dalam Produk Semen
Portland Pozzolan yang Sesuai dengan Standart Mutu
62
Sifat Kimia
Komposisi MgO SO3 LOI Free Lime
Standart Mutu Produksi < 2 persen 1,4 2,5 persen < 5
persen < 2 persen > 320 m2/kg 100 menit < 360 menit 3 hari
140 7 hari 210 28 hari 300
Standard Nasional Indonesia < 6 persen < 3 persen < 5
persen < 2 persen > 280 m2/kg > 45 menit < 375 menit 3
hari 85 7 hari 160 28 hari 210 < 0,8 persen > 50 persen
Fisika
Blaine Vicat Awal Vicat Akhir Kuat Tekan
Autoclave False Set
< 0,2 persen > 50 persen
(Laboratorium PT. Semen Gresik,2009)
