7
PengaruhLama Waktu Pemanasan Mortat Terhadap Produksi Kapur Bebas(WidodoKushartomo) PENGARUH LAMA WAKTU PEMANASAN MORTAR TERHADAP PRODUKSI KAPUR BEBAS WidodoKushartomo Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik -Universitas Tarumanegara Jl. Letnan JenderalS. Parman No.1, Jakarta ABSTRAK PENGARUH LAMA WAKTU PEMANASAN MORTAR TERHADAP PRODUKSI KAPUR DEDAS. Kapur bebas yang terbentuk pada mortar akibat pemanasanberpengaruh terhadap kekuatan tekan mortar. Kapur bebas yang terbentuk dari mortar akibat pemanasanselama I jam, 2 jam clan3 jam dapatdianalisis dengan cara volumetris yaitu serbuk mortar dipanaskan bersama larutan campuran alkohol gliserin 20 % selama 30 -60 menit. Pada saat dingin larutan disaring clan ditambah dengan 2 tetes phenolptalein kemudian dititrasi denganlarutan ammonium asetat. Volume ammonium asetat yang digunakan untuk titrasi sebanding dengan jumlah kapur bebas yang terbentuk pada mortar. Dalam penelitian ini diketahui bahwa lamanya waktu pemanasan tidak berpengaruh terhadap jumlah kapur bebasyang terbentuk. Kala kunci : Kapur bebas, mortar, titrasi ABSTRACT THE EFECT OF LONG TIME HEATING OF MORTAR TO THE FREE LIME PRODUCT. Free lime which are formed in the mortar caused by the heat. The formation of tree lime in the mortar caused by the heat influenced the mortar strength. The production of free lime by mortar after 1,2,3 hours mortar heating can be found by using volumenetric way, mortar powder together with alchohol and gliserin 20 % are heated tor 30 -60 minute, when the liquid is cool its tapped and add with two drops of phenolptealin after that, it is tritated with amonium asetatliquid. The volume amonium asetat used for titrasion should be the same as the volume of tree lime formed in the mortar. Key word: Free lime, mortar, titration PENDAHULUAN Beton adalah bahan bangunan yang diperoleh dengan mencampurkansemen,pasir kerikil dan air serta campuran tersebuttelah mengeras alan membatu[ I ]. Dalam bidang konstruksi bangunan, teknologi pembuatan betonmerupakan bagian yang penting. Pada umumnya teknisi daD perencana menghendaki bahwa bangunan tersebut harns kuat, tahan lama dan ekonomis serta memberikan perasaan aman daD tenteram bagi penghuninya. Untuk itu perin sekali diketahui kegunaan bangunan beton tersebut, apakah sebagai tempat tinggal, pertokoan, pabrik, isolator panas, daD sebagainya[2] Untuk maksud-maksud tersebut maka perin diketahui sifat -sifat mekanik daTi beton, salah satu di antaranya adalah kekuatan. Kekuatan biasanya dihubungkan dengan besarnya beban yang dapat diterima oleh beton tiap satuan luas permukaan. Kekuatan beton antara lain tergantung pada susunan butiran agregat (halus daD kasar), kekerasan agregat; kandungan lumpur agregat, kadar organik agregat, pengikat agregat (dalam hat ini adalah pasta semen daD lain sebagainya). Sebagai bahan pengikat, pasta semen sebagian besar mengandung unsur kalsium silikat hidrat (3CaO.2SiO2.3H2Odisingkat C)S2H)atau C -S -H), kalsium hidroksida atau Portlandite (Ca(OH)) clan ettringite (3CaO.AI2O,.3CaSO4.32H2O). Keberadaan unsur kimia ini juga diperkuat dengan pemeriksaan menggunakan difraksi sinar-X untuk betonbarn maupun lamayang menunjukkanadanya calcite (CacO)), kalsium hidroksida (Ca(OH)) clan senyawa silikat oksida (SiO)[2] Kalsium silikat hidrat menempativolume sekitar 50% -67% pasta semen sehingga mendominasi sifat- sifat pasta semen clan merupakan senyawa yang membentuk kekuatan pasta semen clan bersifat stabil. Kalsium hidroksida menempati volume sekitar 20% - 25%, adalah senyawa yang mendukung terbentuknya kekuatan pasta semen, bersifat tidak stabil, mudah bereaksi dengan unsur lain clan mudah larut dalam air. Ettringite yang menempati volume sekitar 10% -15% merupakan senyawa pendukung kedua kekuatan pasta semen dan merupakan senyawa yang stabil,tidak mudah bereaksi denganunsur lain[I],[9]. Di dalam pasta semen, kalsium silika hidrat 217

PENGARUH LAMA WAKTU PEMANASAN MORTAR …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-2002-1-217.pdf · diterima oleh beton tiap satuan luas permukaan. ... (kapur bebas) ditambah

Embed Size (px)

Citation preview

Pengaruh Lama Waktu Pemanasan Mortat Terhadap Produksi Kapur Bebas (Widodo Kushartomo)

PENGARUH LAMA WAKTU PEMANASAN MORTARTERHADAP PRODUKSI KAPUR BEBAS

Widodo KushartomoJurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik -Universitas Tarumanegara

Jl. Letnan Jenderal S. Parman No.1, Jakarta

ABSTRAK

PENGARUH LAMA WAKTU PEMANASAN MORTAR TERHADAP PRODUKSI KAPUR DEDAS. Kapur bebasyang terbentuk pada mortar akibat pemanasan berpengaruh terhadap kekuatan tekan mortar. Kapur bebas yang terbentuk darimortar akibat pemanasan selama I jam, 2 jam clan 3 jam dapat dianalisis dengan cara volumetris yaitu serbuk mortar dipanaskanbersama larutan campuran alkohol gliserin 20 % selama 30 -60 menit. Pada saat dingin larutan disaring clan ditambah dengan2 tetes phenolptalein kemudian dititrasi dengan larutan ammonium asetat. Volume ammonium asetat yang digunakan untuk titrasisebanding dengan jumlah kapur bebas yang terbentuk pada mortar. Dalam penelitian ini diketahui bahwa lamanya waktupemanasan tidak berpengaruh terhadap jumlah kapur bebas yang terbentuk.

Kala kunci : Kapur bebas, mortar, titrasi

ABSTRACT

THE EFECT OF LONG TIME HEATING OF MORTAR TO THE FREE LIME PRODUCT. Free lime which areformed in the mortar caused by the heat. The formation of tree lime in the mortar caused by the heat influenced the mortarstrength. The production of free lime by mortar after 1,2,3 hours mortar heating can be found by using volumenetric way, mortarpowder together with alchohol and gliserin 20 % are heated tor 30 -60 minute, when the liquid is cool its tapped and add withtwo drops of phenolptealin after that, it is tritated with amonium asetat liquid. The volume amonium asetat used for titrasionshould be the same as the volume of tree lime formed in the mortar.

Key word: Free lime, mortar, titration

PENDAHULUAN

Beton adalah bahan bangunan yang diperolehdengan mencampurkan semen, pasir kerikil dan air sertacampuran tersebut telah mengeras alan membatu[ I ] .

Dalam bidang konstruksi bangunan, teknologipembuatan beton merupakan bagian yang penting. Padaumumnya teknisi daD perencana menghendaki bahwabangunan tersebut harns kuat, tahan lama dan ekonomisserta memberikan perasaan aman daD tenteram bagipenghuninya. Untuk itu perin sekali diketahui kegunaanbangunan beton tersebut, apakah sebagai tempattinggal, pertokoan, pabrik, isolator panas, daD

sebagainya[2]Untuk maksud-maksud tersebut maka perin

diketahui sifat -sifat mekanik daTi beton, salah satu diantaranya adalah kekuatan. Kekuatan biasanyadihubungkan dengan besarnya beban yang dapatditerima oleh beton tiap satuan luas permukaan.Kekuatan beton antara lain tergantung pada susunanbutiran agregat (halus daD kasar), kekerasan agregat;kandungan lumpur agregat, kadar organik agregat,pengikat agregat (dalam hat ini adalah pasta semen daDlain sebagainya). Sebagai bahan pengikat, pasta semen

sebagian besar mengandung unsur kalsium silikat hidrat(3CaO.2SiO2.3H2O disingkat C)S2H) atau C -S -H),kalsium hidroksida atau Portlandite (Ca(OH)) clanettringite (3CaO.AI2O,.3CaSO 4.32H2O). Keberadaanunsur kimia ini juga diperkuat dengan pemeriksaanmenggunakan difraksi sinar-X untuk beton barn maupunlama yang menunjukkan adanya calcite (CacO)), kalsiumhidroksida (Ca(OH)) clan senyawa silikat oksida

(SiO)[2]Kalsium silikat hidrat menempati volume sekitar

50% -67% pasta semen sehingga mendominasi sifat-sifat pasta semen clan merupakan senyawa yangmembentuk kekuatan pasta semen clan bersifat stabil.Kalsium hidroksida menempati volume sekitar 20% -

25%, adalah senyawa yang mendukung terbentuknyakekuatan pasta semen, bersifat tidak stabil, mudahbereaksi dengan unsur lain clan mudah larut dalam air.Ettringite yang menempati volume sekitar 10% -15%merupakan senyawa pendukung kedua kekuatan pastasemen dan merupakan senyawa yang stabil, tidak mudahbereaksi dengan unsur lain[I],[9].

Di dalam pasta semen, kalsium silika hidrat

217

Pro.fiding Pertemuan Ibniah Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktober 2002 ISSN1411-2213

berbentuk amorf dan kalsium hidroksida (Ca(OH»berbentuk kristal demikian juga dengan ettringit.Kalsium hidroksida dan kalsit tumbuh dan berkembangdi dalam pori-pori, sehingga mengurangijumlah pori-pori yang terbentuk di dalam pasta semen[ I ]. Dalamproses pemanasan kalsium hidroksida akan teruraimenjadi kalsium oksida (kapur bebas) ditambah denganH2O (air), sedangan kalsit akan terurai menjadi kalsiumoksida dan karbon dioksida dengan reaksi sebagai

berikut;

Alat

Alat yang dipakai meliputia.Mixerb.Cetakanc. Stopwatchd.Penumbuke.F/ask

f Hot plateg. Condensorh. Refluxi. Furnacej. Neraca

CARA KERJA

~oair

Ca(OH)2 t ~ CaO +kalsium hidroksida kapuT bebas

CaC°;l tcalcite

-+ CaO +

kapurbebasCO2karbon dioksida

Penelitian ini memakai metode eksperimental

dengan langkah-langkah sebagai berikut :a. Pembuatan sampel mortar ukuran 5x5 x5 cm3 dengan

perbandingan air: semen: pasir adalah 242: 500 :1.375 pacta umur 7 han, 14 hari dan 28 bari.

b. Pemanasan mortar pacta umuryang telah ditentukan

dengan suhu lOO"C, 200"C, 300"C, 400"C, 500"C, 600"C

masing-masing selama I jam, 2 jam daD 3 jam,

menggunakan furnace.c. Pengujian tegangan mortar yang telah dipanasi-[ II]

d. Proses hidrolisis yaitu pencampuran antara mortar

yang telah diuji tekan dan dihaluskan hingga lolos

ayakan 30 J.Ull sebanyak I g dengan larutan 20 %

alkohol-gliserin, menggunakan hotplate,. condensordaD refluk selama 30 -60 menit dengan tujuan untuk

melarutkan kapuT bebas yang terbentuk akibat

pemanasan.e. Proses titrasi yaitu larutan basil proses hidrolisis

disaring daD ditetesi dengan 2 fetes fenolftealin

sehingga menjadi berwarna merah muda kemudian

dititrasi (ditetesi sedikit demi sedikit) dengan larutan

amonium asetat sampai warnanya hilang (menjadi

jernih).f. Pembutan standar kalibrasi yaitu dengan cara kapuT

bebas murni bermassa tertentu diperlakukan seperti

langkah d-e untuk membuat kesetaraan antara massa

kapuT bebas dengan volume amonium asetat.

BASIL DAN PEMBAHASAN

Terbentuknya kapUT bebas (CaO) mengakibatkanjumlah pori-pori pad a pasta semen menjadi sangatbanyak, sehingga pasta semen menjadi kehilangan dayarekatnya dan beton menjadi sangat rapuh. Melihat

adanya kemungkinan terbentuknya kapuT bebas selamaproses pemanasan pacta bangunan beton (terbakar,isolator panas), maka perlu diadakan penelitian atau

pemeriksaan terhadap pengaruh lamanya waktupemanasan dengan banyaknya kapuT bebas, mengingatjumlah kapuT bebas yang terbentuk berpengaruhterhadap kekuatan tekan beton [3]

Masalah-masalah yang berkaitan dengan prosespemanasan pacta beton at au mortar dirumuskanseperti waktu dan suhu pemanasan berpengaruhterhadap produksi kapUT bebas, dan pacta satu hubangantengan dengan jumlah kapuT bebas yang diproduksi pactaproses pemanasan. Dengan hipotesis lama waktupemanasan mortar berpengaruh terhadap jumlah kapuTbebas yang terbentuk.

Permasalahan yang timbul diselesaikan dengancara eksperimental dan dianalisis dengan menggunakanregresi linier.

Penelitian ini secara khusus berguna bagikonsultan atau kontraktor sebagai dasar pertimbanganpembangunan bangunan beton yang akanberhubungan dengan panas atau sebagai pedomanuntuk memperkirakan kekuatan sisa beton yangmengaiami kebakaran.

a. Volume amonium asetat yang dipakai untuk titrasiterhadap massa CaO bebas standar adalah sepertipada Tabell. berikut ini :

rabel/. Hubungan berat CaD standar dengan volumeamonium asetat

TATA KERJA NO CaD~0.02

0.04

0.06

Amonium As

_(mL)Bahan3.14

6.70

10SO

2

3Bahan yang digunakan dalam penelitian ini bernpa

a. Pasir e. Gliserinb. Semen f. Aquadesc. Air g. Fenolftealind. Alkohol h. Amonium Asetat

b Hasil pengujian terhadap mortar yang tidakdipanaskan, dipakai sebagai pembanding terhadaphasil pengujian mortar yang dipanaskan adalahterdapat pacta Tabel2. dibawah ini :

218

Pengaruh Lama Waktu Pemanasan Nlortat Terhadap Produk.~i Kapur Bebas (Widodo Ku.~hartomo)

Hasil yang diperoleh dalam pemanasan mortarpacta beberapa suhu dan hubungannya dengan berat,tegangan dan volume ammonium asetat adalah sepertiGambar I.

2 jam dan 3 jam pengaruhya bampir sarna dengan mortarumur 7 hari dan 14 hari dengan perlakuan yang sarna.Pada berat mortar mengalami penunman yang tajam padasuhu pemanasan 1000 -3000 C dan diatas suhu tersebutpenurunan berat tidak begitu besar seperti yangdiperlihatkan pada Gambar 1., di manakondisi ini berlakuuntuk lama waktu pemanasan 1 jam, 2 jam dan 3 jam. Jadidalam hat ini lama waktu pemanasan (1 jam, 2 jam, 3 jam)mempunyai pengaruh yang sarna terbadap berat mortaryang berumur 7 bari, 14 hari dan 28 hari.

Suhu pemanasan ternyata juga berpengaruhterhadap tegangan mortar umur 7 hari, 14 hari dan 28bari seperti terlihat pada Gambar 2.

Analisis TeganganAnalisis Berat

Pada mortar mnur tujuh hari dilakukan pemanasanpada suhu 100°,200°,300°,400°,500°,600° C masing-masing selama 1 jam, 2 jam dan 3 jam. Pemanasan tersebutberakibat terjadinya perubahan tegangan mortar sepertiterlihat pada Gambar 1. Pada suhu 100° -300° C beratmortar mengalarni penurunan yang sangat tajam. lnidisebabkan menguapnya air bebas clan air terikat yangada didalam mortar baik untuk pemanasan 1 jam, 2 jammaupun 3 jam. Pada temperatur 3()()0 -500° C berat mortarrelatif tidak berubah. Ini dapat dipahami karena padatemperatur tersebut tidak terjadi lagi proses penguapanair dan unsur lainnya yang terkandung didalam mortartidak dapat menguap pada temperatur tersebut. Untuktemperatur 600° C terjadi kembali penurunan berat mortar,ini belum diketahui penyebabnya.

Pemanasan yang dilakukan pada mortar umur14 hari, mempunyai akibat yang sarna dengan pemanasanmortar umur 7 hari yaitu penurunan berat mortar clanperubahan tegangan mortar seprti terlihat padaGambar 1. Berat mortar mengalami penurunan tajam padasuhu 100° -300° C, untuk suhu 300° -600 °C terjadipenurunan berat yang tidak begitu besar.

Mortar yang berumur 28 hari setelah dipanasidengan suhu 100° -600° C masing-masing selama 1 jam,

Dalam Gambar 2. juga ditunjukkan teganganmortar pada umur 7 hari mengalami kenaikan sekitar 70% pada suhu pemanasan 2000 C, ini disebabkan karenapacta suhu tersebut panas yang diberikan ke dalammortar diperlukan untuk mempercepat reaksi pengikatandaD pengerasan antara pasta semen dengan pasir. Darisuhu pemasan 2000 -6000 C tegangan mortar mengalamipenurnnan sampai 47 % (dihitung daTi tegangan pactatemperatur 2000 C) karena terjadinya pemuaian mortarsehingga berakibat timbulnya keretakan, rnaka pacta saatdilakukan pengujian tegangannya menjadi menurnn.

Sampai pacta suhu 2000 C tegangan mortarumur14 hari mengalami kenaikan sebesar 30 % daD diatastemperatur 2000 C tegangan terns penumnan sampaisebesar 40 %.

Sampai pacta suhu pemanasan 2000 C teganganmortar pacta umur 28 hari mengalami kenaikan kuranglebih 30 %, kemudian mengalami penumnan sampai pactaakhir suhu pemanasan 6000 C. Untuk lama waktupemanasan yang berbeda memiliki pengarnh yang sarnaterbadap tegangan mortar, kejadian ini juga dialami olehmortar yang bernmur 7 bari dan 14 hari.

Volume ammonium asetat yang dipergunakanuntuk titrasi pacta mortar umur 7 bari, 14 hari daD 28 hari

-+-ljom,7hwi

-8-2jom,7hwi

-"-3jom.7hwi

~1jom,14hari

-8-2jom 14hari

-'-3jom, 14hari

-1-1 jam, 28 hari

-2Iom,28hari

-3jom.28hari

CD

Eo."

~=

3)0 300 500 600100 400

SlfHU, '(

Gombar 1. Gratik huhungan suhu dengan berat

219

Prc)siding Pertemuan llmiah llmu Pengetahuan dan Teknologi Bahan 2002Serpc)ng, 22 -23 Oktober 2002 ISSN1411-2213

..~~

100 200 300 400 500 600

SUHU, 'C

Gombar 2. Hubungan suhu dengan tegangan

yang mengalami perlakuan panas belbagai suhu adalahseperti Gambar 3.

Dengan menggunakan met ode interpolasi dariTabel I, dapat dicari jumlah CaD bebas untuk setiapvolume ammonium asetat yang terdapat pacta Gambar 2.seperti Gambar 3.

Analisis Derat Kapur Debas

Gambar 4 memperlihatkan pengaruh suhupemanasan dengan jumlah CaO bebas pada mortar umur7 hari, di mana dari suhu pemanasan I()()O -5()()0 C denganlama waktu pemanasan I jam, 2 jam daD 3 jamjumlahCaO bebas pada mortar tidak mengalami prubahan.Perubahan hanya terjadi pada suhu pemanasan 6000 Cdengan jumlah produksi CaO bebas yang sarna besarnyauntuk pemanasan dengan lama waktu I jam, 2 jam dan 3

jam.

CaG bebas di dalam mortar umur 14 nan, hanyamengalami kenaikan jumlah pada suhu 6000 C denganjumlah yang sama dengan lama waktu pemanasan 1 jam,2 jam dan 3 jam, seperti terlihat pada Gambar 4.

Jumlah CaG bebas untuk mortar umur 28 harisetelah dipanasi dengan suhu 1000 -5000 C tidak

mengalami perubahan, perubahanjumlah hanya terjadisetelah mortar dipanasi pada suhu 6000 C sebesar 0.01 gsetiap satu gram mortar yang diamati. Jumlah ini sarnadengan yang dihasilkan oleh mortar pada umur 7 handaD 14 hari dengan lama waktu pemanasan 1 jam, 2 jamdan 3 jam.

Pada mortar yang tidak mengalarni perlakuanpanas digunakan sebagai pembanding atau kontrol padaumur 7 hari, 14 hari daD 28 hari terhadap berat mortar,volume ammonium asetat yang dipakai untuk titrasi danberat kapUT bebas yang ada adalah seperti pada Tabel 3.

~,.:~o.j

~~<~o.j

~...I0..

_2jam7han1-'-3jam 7 han

-*-1 jam 14han

_2jam14han1

3 jam, 14han

-+-1 jam, 28 han

-2jam,28han

-3 lam 28 hln

500 600100 200 300 400

SUHU, 'C

Gambar 3. Hubungan suhu dengan volume asam asetat

220

Pengaruh Lama Waktu Pemana.san A'Iorta.t Terhadap Produksi Kapur Bebas (Widodo Ku.shartomo)

Gambar 4. Grafik hubungan suhu jumlah pToduksi kapuT beba.~

Tabel3. Hubungan volume amonium asetat denganjumlah CaD bebas mortar yang tidak dipanaskan

~-q,+~dx

/"-~~ ~ --~

y

Hubungan Tegangan dengan Jumlah KapurBebas (CaO)

Gambar 5. Proses pengaliran panas dari lingkungankedalarn sistem mortar

Berdasarkan Gambar 2. daD Gambar 4. denganmemakai metode regresi linier dapat diketahui hubunganantara tegangan mortar danjumlah kapuT bebas sebagaiberikut ,'.

Tinjauan Termodinamika

Y=A+BX

dengan Y = Tegangan (N/mm2) dan X = jumlah Cao (g),

dimana A dan B adalah konstanta yang dapat dilihatpada Tabel4.

Tabel 4. Besaran konstanta A dan B untuk berbagaiumur mortar dan berbagai lama pemanasan

A BUMUR

{ban) LAMA PEMANASAN (jam)

2 3 4!~ 5 6

1~~;-1~:

32,14

1-: 37,73

.3!K).50 -466,83

14 32.~

I

32,051-I_~ -527.(1(1 -533.67 -501,(10 I

28 28.46 30,16 -371,50 -200,83 -396.,0

Proses pengaliran panas kedalam mortar dari tigasisi dapat ditulis sebagai berikut :

O(k ~) o[ k Ply) o( k PI;)dxdydz + dxdydz + dxdydz = q ox oy OZ

Panas yang diserap oleh sistem digunakan sepenuhnyauntukmenaikkan energi dalam sistem dU = dQp[4],[5.J,[6].

dU=dQ = C dTp p

dU = n c dT = p dV c dTp p

Kecepatan perubahan energi dalanl

dU/d8 = n c dT/d8 = p dV c dT/d8p p

dengan konsep kesetimbangan energi bahwa panasyang masuk digunakan seluruhnya untuk menaikkanenergi da1am [4],[5],[6], maka

a(k~) a[k~J a(k¥Z)ax+ ay+ az= p cpoT/oO

Dengan memperhatikan persamaan untuk regresilinier daD konstantanya dalam Tabel 4 maka terlihatbahwa semakin besar jumlah kapuT bebas (CaO) makaakan semakin kecil pula tegangan mortar.

a2r a2r a2r 1 or-+-+-=--ax2 ay2 oz2 a ae

221

Pro.\"iding Pertemuan llmiah llmu Pengetahuan dun Teknologi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktober 2002 ISSN 1411-2213

adalah persamaan distribusi aliran panas [4], dimana:konstanta a = k/c p disebut difusivitas termal.

pk = konduksivitas panas mortar= 0,002 kaI/det.cm.oC

c =panasjenismortar=0,173kaVg.oCpp = beratjenis mortar = 2,282 glcm3

lumlah energi panas yang diperlukan untukmenaikkan suhu mortar adalah

Q=mc~TQ=45.2. ~Tkal

Pada proses yang berlangsung pada tekanantetap, perubahan entalpi yang terjadi adalah

reaksi berlangsung dengan menyerap panas daTilingkungan biasa disebut dengan proses endotermik:daD jika .1H < 0 reaksi berlangsung dengan melepaskan

panas ke lingkungan biasa disebut dengan proseseksotermik

.1H merupakan selisih diantara panas yangterkandung dalam produk dengan panas yangdikandung oleh reaktan (hukum Hess), biasanya panasyang terkandung didalam setiap elemen (entalpi)merupakan besaran yang tidak diketahui, perubahanentalpi merupakan besaran yang dapat diketahui ataudiukur. Perubahan entalpi ini adalah energi yangdiperlukan untuk pembentuk.an atau peruraian molekul.

Hasil utama dari proses diatas adalah C3S2~ atauC -S -H yang biasa disebut tobermorite, berbentuk

gel (gelatine) yang dapat mengeras daD merupakanmaterial dengan susunan kristal yang sangat sedikit(amorj) sedangkan Ca(OH)2 adalah material dengansusunan kristal yang lengkap[9].

lndikasi secara fisis, beton yang mengalamipemanasan akan memberikan ciri bahwa beton tersebutsangat porous, ini disebabkan karena keluarnya airbebas daD air kristal daTi rasa mineral hidrat yang acta.Untuk suhu yang lebih tinggi lagi basil dekomposisihidrat semen selalu menghasilkan senyawa kapur bebasdan terjadi pemekaran beton, secara kimia dekomposisiportlandite terjadi pacta suhu 580 DC, calcite pacta suhu1200°C

Hf-Hj= LlH= Qp

Da1am ~mraian Ca(OH)2 dan CaCO, energi yangdiperlukan untuk reaksi pemraian atau suhu yang hamsdicapai adalah sebagai berikut [7]:

C = (dQ/dT) = (dH/dT)p p p

L\H = C LlTp

Cp Ca(OH)2 = 25,4 kal/°molC CaCO, = 19,68 + 0,0 1189T -1080000/T2 kal/ ° mol

p .

Ca(OH)2 L\Hf= -235,58 kkal/molCaCO3 LlHf= -289,50 kkal/molCao L\Hf=-151,90kkal/mol~O LlHf= -68,32 kkal/mol

Hukum Hess mengatakan ~H = ~H produk -AHreaktan, maka reaksi peruraian Ca(OH) memerlukanenergisebesar[8] 2

A.

Ca(OH)2 -I'~ CaO + ~O L\H= 15.36kka1/molKalsium hidroksida kapUT beba.o; air

~=c L\Tp

15,36kkaVmol = 25,4ka1/°mole. L\T

L\T= 604,7 °C

.6Hf diukur pacta suhu 25 °C maka suhu yang hamsdicapai untuk pemraian Ca(OH)2 adalah

Dari Gambar 4. tersebut di alas hanya suhupemanasan 600 °C yang dapat menguraikan kalsiumhidroksida menjadi kapuT bebas dan air, karena padasuhu tersebut perubahan entalpi yang dihasilkan lebihbesar daTi pada entalpi peruraian kalsium hidroksida.Lama waktu pemanasan tidak mempengaruhi panasperuraian atau pembentukan suatu senyawa.

lni berarti lama waktu pemanasan yang semula

diharapkan dapat memperbanyak produksi kapuT bebaspada penelitiankali ini tidak teIbukti, mengacu pada tabelbasil penelitian bahwa perubahan kapuT bebas hanyaterjadi pada temperatur 600 °C dan jumlah kapuT bebasyang dihasilkan untuk larna waktu pernanasan satu, duadan tiga jam adalah sarna.

Pada tingkat mikroskopik pemanasan pada suatuzat padat mengakibatkan pertambahan jarak pemisahrata-rata atom-atom didalam zat padat. Sewaktu atom-atom bergerak saling berdekatan, maka jarak pemisahandi antara atom-atom semakin kecil dari pada jarakkesetimbangan To' sehingga gaya tolak yang kuat akanterjadi diantara ataom-atom tersebut sehingga kurvapotensial naik secara curam (F = dU/dr); sewaktu atom-

atom bergerak saling berjauhan, maka jarak pemisahandi an tara atom-atom akan lebih besar daTi nilaikesetimbangannya, sehingga gaya tarik yang lebih lemahakan bekerja dan kurva potensial akan naik secara lambat.

Pada suatu tenaga getaran yang diberikan makajarak pemisahan di antara atom akan berubah secaraperiodik daTi nilai minimum ke nilai maksimum dan jarak

T=604,7°C-25°CT= 579 7°C,

Dengan cara yang sarna dapat diperoleh energi pemraian

Caca)

CaCD; t ~ CaD + CO2 l:1H = 43,33 kkaVrnolcalcite kapur beba.~ karbon diok.~ida

Energi pernraian CaCO:- lni dapat dicapai pada suhu1200°C

Persamaan ini menunjukkan perubahan entalpididalam sistem selarna proses berlangsung sarna denganpanas yang masuk ke dalam sistem. Jika LlH> 0, berarti

222

Pengaruh Lama Waktu Pemanasan Mortat Terhadap Produk.5i Kapur Bebas (Widodo Ku.5hartomo)

[9]. SffiNEY, M. & YOUNG J. FRANCIS, Concrete,Prentice Hall, New Jersey (1981)

[10]. MURDOCK,L.J.&BROOK,K.M C ,~_:Wiley & Sons, New York (1986),

[II]. DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUM, Metodepengujian kekuatan tekan mortar semen port/anduntuk pekerjaan .s-ipi/. Yayasan Badan PenerbitPekerjaan Umum, Jakarta (1990)

oncrete.

John

pemisah rata-rata akan lebih besar daTi jarakkesetimbangan karena sifat non simetris dari kurva tenagapotensial tersebut. Pada tenaga getar yang lebih tinggimaka jarak pemisah rata-rata akan bertambah makin besar.Jika suhu naik maka tenaga getaran akan lebih tinggisehingga jarak pemisah rata-rata juga akan bertambahbesar daD zat padat tersebut akan mengembang secarakeseluruhan [5].

Akibat daTi ini maka untuk mortar yangdipanaskan sampai suhu 500 °C -600 °C teIjadi keretakanyang tampak secara visual daD untuk suhu 100 "C -400 "C keretakan dapat diarnati dengan alai bantu.

TANYA JAWAB

Budi Briyatmoko, P2TBDU -BATANPertanyaan1. Apa yang disebut dengan mortar2. Pada suhu berapa CaO keluar3. Apa kriteria mortar yang baik

Jawaban1. Mortar adalah campuran terdiri dari air, semen daD

pasir, dimana campuran tersebut sudah mengendap2. CaO diproduksi daTi Ca(OH)2 pada suhu sekitar

580°C sedangkan daTi CaCO:- pada suhu 1200°C.3. Mortar yang baik dicirikan dengan kekuatan tekan

tinggi daD mempunyai pori-pori sedikit

Rumintang, Balai Litbang lndustri

PertanyaanI. Dalam bahan bangunan berapa persen kadar Ca(OH);

yang dipersyaratkan

KESIMPULAN

Berdasarkan analisis yang telah dilakuanterhadap mortar yang dipanaskan selama 1, 2 daD 3 jamuntuk suhu 100 °C -600 °C, dapat diambil kesimpulan;a. Pada suhu konstan lama waktu pemanasan tidak

berpengaruh terhadap jumlah produksi kapur bebas(CaO), dikarenakan energi panas yang timbul tidakdipengaruhi oleh lamanya waktu pemanasan tetapioleh besanya selisih suhu awal dan akhir pernanasan.

b. Pada pemanasan 100 °C -500 °C tidak terjadipeningkatan jumlah CaO bebas, mengingat padasuhu tersebut energi yang dihasilkan tidak mampuuntuk menguraikan Ca(OH)2 daD CaCO3. Pada suhu600 °C terjadi sedikit peningkatan jumlah CaO bebas,karena suhu yang dicapai mampu untuk menguraikanCa(OH)2' tetapi tidak untuk CaCO3.

C. Secara termodinamik untuk menguraikan Ca(OH)2diperlukan energi sebesar 15,36 kkal/mol ini dapatdicapai dengan menaikkan suhu minimal sebesar579,7 °C dari suhu referensi ( 25 °C) daD CaCO3mempunyai energi peruraian sebesar 43,33 kkal/molsehingga diperlukan kenaikan suhu sebesar 1200 °C.

Jawaban1. Ca(OH)2 dihasi1kan daTi C3S dan C2S (unsur utama

semen) berjumlah sebesar 25%

DAFTARPUSTAKA

fll

[2]

rn

[4].

[5].

[6].

[7].

KUSHARTOMO, W. (1998), Ketahanan .\'ementerhadap minyak peluma.\' (Oli). Jurnal TeknikSipil Tahun (ke IV), 81KUSHARTOMO, W. (1999), Hidra.sikimiapada.\'emen portland. Jurnal Teknik Sipil (Tahun ke

V),54SUMARDI (2000), .4.\'pek kimia beton pa.\'cabakar, PAU llmu Teknik UGM, YogyakartaCHAPMAN, ALAN J. , Heat transfer: MacmillanPublishing Company, New York (1984)HALLIDAY D. & RESNICK R. , Physics, JohnWiley & Sons, New York (1978)GASKELL, DAVID R. , Introduction tometallurgical thermodynamic.\',: McGraw-Hill Co.,

Tokyo (1973)BUSCH, D. H.; SHULL, H.; CONLEY, R.T.,Chemi.\'try. Allyn and Bacon, Inc, Boston (1978)PERRY. JOHN H. Ph.D, Chemical Engineer.\' HandBook, McGraw Hill Book, Co, Tokyo (1950)

[8]

223