Download - Pembuatan Semen
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam perkembangan peradaban manusia khususnya dalam hal
bangunan, tentu kerap mendengar cerita tentang kemampuan nenek
moyang merekatkan batu-batu raksasa hanya dengan mengandalkan zat
putih telur, ketan atau lainnya. Alhasil, berdirilah bangunan fenomenal,
seperti Candi Borobudur atau Candi Prambanan di Indonesia ataupun
jembatan di Cina yang menurut legenda menggunakan ketan sebagai
perekat. Ataupun menggunakan aspal alam sebagaimana peradaban di
Mahenjo Daro dan Harappa di India ataupun bangunan kuno yang dijumpai
di Pulau Buton.
Peristiwa tadi menunjukkan dikenalnya fungsi semen sejak zaman
dahulu. Sebelum mencapai bentuk seperti sekarang, perekat dan penguat
bangunan ini awalnya merupakan hasil percampuran batu kapur dan abu
vulkanis. Pertama kali ditemukan di zaman Kerajaan Romawi, tepatnya di
Pozzuoli, dekat teluk Napoli, Italia. Bubuk itu lantas dinamai pozzuolana.
Menyusul runtuhnya Kerajaan Romawi, sekitar abad pertengahan (tahun
1100-1500 M) resep ramuan pozzuolana sempat menghilang dari peredaran.
Pada abad ke-18 (ada juga sumber yang menyebut sekitar tahun 1700-
an M), John Smeaton, seorang insinyur asal Inggris menemukan kembali
ramuan kuno berkhasiat luar biasa ini. Dia membuat adonan dengan
memanfaatkan campuran batu kapur dan tanah liat saat membangun
menara suar Eddystone di lepas pantai Cornwall, Inggris.
Material itu sendiri adalah benda yang dengan sifat-sifatnya yang khas
dimanfaatkan dalam bangunan, mesin, peralatan atau produk. Dan Sains
material yaitu suatu cabang ilmu yan meliputi pengembangan dan
penerapan pengetahuan yang mengkaitkan komposisi, struktur dan
pemrosesan material dengan sifat-sifat kegunaannya.semen termasuk
material yang sangat akrab dalam kehidupan kita sehari-hari.
1.2 Perumusan Masalah
a. Apa yang dimaksud dengan semen itu sendiri ?
b. Bagaimana pengaruh bahan penyusun terhadap jenis-jenis semen ?
c. Bagaimana karakteristik dari setiap jenis-jenis semen ?
d. Bagaimana proses pembuatan semen dalam industry semen ?
e. Seberapa besar pengaruh industry semen terhadap lingkungan ?
f. Bagaimana menanggulangi dampak industry semen terhadap
lingkungan ?
1.3 Tujuan Penulisan
Makalah ini disusun dengan tujuan untuk:
a. Mengetahui apa yang dimaksud dengan semen
b. Mengetahui apa saja jenis-jenis semen
c. Mengetahui bagaimana karakteristik semen
d. Mengetahui proses pembuatan semen dalam industri semen
e. Mengetahui bagaimana pengaruh atau dampak dari industri semen
terhadap lingkungan
f. Mengetahui bagaimana cara menanggulangi dampak negatif dari industri
semen
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Semen
Semen berasal dari kata Caementum yang berarti bahan perekat yang
mampu mempesatukan atau mengikat bahan-bahan padat menjadi satu
kesatuan yang kokoh atau suatu produk yang mempunyai fungsi sebagai
bahan perekat antara dua atau lebih bahan sehingga menjadi suatu bagian
yang kompak atau dalam pengertian yang luas adalah material plastis yang
memberikan sifat rekat antara batuan-batuan konstruksi bangunan.
Usaha untuk membuat semen pertama kali dilakukan dengan cara
membakar batu kapur dan tanah liat. Joseph Aspadain yang merupakan
orang inggris, pada tahun 1824 mencoba membuat semen dari kalsinasi
campuran batu kapur dengan tanah liat yang telah dihaluskan, digiling, dan
dibakar menjadi lelehan dalam tungku, sehingga terjadi penguraian batu
kapur (CaCO3) menjadi batu tohor (CaO) dan karbon dioksida(CO2). Batu
kapur tohor (CaO) bereaksi dengan senyawa-senyawa lain membemtuk
klinker kemudian digiling sampai menjadi tepung yang kemudian dikenal
dengan Portland
2.2 Jenis-Jenis Semen
No. SNI Nama
SNI 15-0129-2004 Semen portland putih
SNI 15-0302-2004 Semen portland pozolan / Portland Pozzolan
Cement (PPC)
SNI 15-2049-2004 Semen portland / Ordinary Portland Cement
(OPC)
SNI 15-3500-2004 Semen portland campur
SNI 15-3758-2004 Semen masonry
SNI 15-7064-2004 Semen portland komposit
a. Semen Portland
Semen portland adalah suatu bahan konstruksi yang paling banyak dipakai
serta merupakan jenis semen hidrolik yang terpenting. Penggunaannya
antara lain meliputi beton, adukan, plesteran,bahan penambal, adukan encer
(grout) dan sebagainya.Semen portland dipergunakan dalam semua jenis
beton struktural seperti tembok, lantai, jembatan, terowongan dan
sebagainya, yang diperkuat dengan tulangan atau tanpa tulangan.
Selanjutnya semen portland itu digunakan dalam segala macam adukan
seperti fundasi,telapak, dam,tembok penahan, perkerasan jalan dan
sebagainya.Apa bila semen portland dicampur dengan pasir atau kapur,
dihasilkan adukan yang dipakai untuk pasangan bata atau batu,atau sebagai
bahan plesteran untuk permukaan tembok sebelah luar maupun sebelah
dalam.
Bilamana semen portland dicampurkan dengan agregat kasar (batu
pecah atau kerikil). dan agregat halus (pasir) kemudian dibubuhi air,maka
terdapatlah beton. Semen portland didefinisikan sesuai dengan ASTM C150,
sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang
terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang pada umumnya mengandung satu
atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling
bersama dengan bahan utamanya. Perbandingan-perbandingan bahan
utama dari semen portland adalah sebagai berikut:
Semen alam adalah sebuah semen hidrolik yang dihasilkan dengan
pembakaran batu kapur yang mengandung lempung, terdapat secara
alamiah, pada suhu lebih rendah dari suhu pengerasan dan kemudian
menggilingnya menjadi serbuk halus.Kadar silika, alumina dan oxida besi
cukup untuk mendapat gabungkan diri dengan kalsiumoxida sehingga terjadi
senyawa-senyawa kalsium silikat dan aluminat, yang dapat dianggap
mempunyai sifat-sifat hidrolik seperti semen alam. Kita kenal dua jenis
semen alam, jenis pertama pada umumnya dipergunakan dalam konstruksi
beton bersamasama dengan semen portland.Jenis kedua adalah semen yang
telah dibubuhi bahan pembantu yaitu udara, jenis semen kedua ini fungsinya
sama seperti yang telah diutarakan diatas. Semen alam tidak boleh
digunakan di tempat-tempat yang tidak terlindung terhadap pengaruh cuaca
langsung, akan tetapi dapat dipergunakan dalam adukan atau beton yang
tidak pernah akan mengalami tegangan tinggi, atau dalam keadaan yang
membutuhkan banyak bahan namun sama sekali tidak memperhitungkan
kekuatan bahan tersebut.
b. Semen masonry
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)
1. semen masonry jenis N
semen masonry yang digunakan untuk pembuatan adukan pasangan,
sehingga adukan pasangan yang dihasilkan memenuhi syarat mutu adukan
pasangan jenis N, atau bila ditambahkan semen portland atau semen
hidrolis, campuran dapat menghasilkan adukan pasangan yang memenuhi
syarat mutu jenis S atau M
2. semen masonry jenis S
semen masonry yang digunakan untuk pembuatan adukan pasangan ,
sehingga adukan pasangan yang dihasilkan memenuhi syarat mutu jenis S
atau bila ditambahkan semen portland atau semen hidrolis, campuran dapat
menghasilkan adukan pasangan yang memenuhi syarat mutu jenis M
3. semen masonry jenis M
semen masonry yang digunakan untuk pembuatan adukan pasangan,
sehingga adukan pasangan yang dihasilkan memenuhi syarat mutu jenis M
4. semen portland campur
suatu bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan bersama-sama dari terak
semen portland dan gips dengan satu atau lebih bahan organik yang bersifat
tidak bereaksi (inert)
5. pasir standar Ottawa
pasir silika yang terdiri dari hampir seluruhnya kuarsa murni yang dibulatkan
secara alami dan digunakan untuk penyiapan mortar pada pengujian semen
hidrolis
6. pasir gradasi
pasir standar Ottawa yang digradasi dengan menggunakan antara ayakan
0,600 mm (No.30) dan ayakan 0,150 mm (No.100)
7. pasir standar gradasi Ottawa 20 – 30
pasir standar yang sebagian besar lolos ayak 0,850 mm (No.20) dan
tertahan pada ayakan 0,600 mm (No.30)
2.3 Petunjuk pemilihan semen masonry
Petunjuk dan pemilihan semen masonry dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah
ini:
Tabel 1 Petunjuk pemilihan semen masonry
no Lokasi Jenis bangunan Jenis mortar
Disarank
an
Pilihan
1.
2.
Bangunan tidak
terlindungi
cuaca
- Bangunan atas
- Bangunan
bawah
Bangunan
terlindungi
cuaca
- Dinding penahan
beban
- Dinding tidak
menahan
beban
- Dinding sandaran
Pondasi, penguat
lubang,selokan,troto
ar, teras
Dinding penahan
beban
Partisi menahan
beban
Partisi tidak
menahan
Beban
S
N
N
S
S
S
N
M
M atau S
S
M atau N
M
M
S atau M
2.4 Karakterisasi Material Semen
Sifat-Sifat Semen Portland:
a. Hiderasi Semen
Hiderasi semen adalah reaksi antara komponen-komponen semen dengan
air. Untuk mengetahui hiderasi semen, maka harus mengenal hiderasi dari
senyawa-senyawa yang terkandung dalam semen ( C2S, C3S, C3A, C4AF)
b. Hiderasi Kalsium Silikat ( C2S, C3S)
Kalsium Silikat di dalam air akan terhidrolisa menjadi kalsium hidroksidsa
Ca(OH)2 dan kalsium silikat hidrat (3CaO.2SiO2.3H2O) pada suhu 30oC
2 (3CaO.2SiO2) + 6H2O 3CaO.2SiO2.3H2O + 3 Ca(OH)2
2 (3CaO.2SiO2) + 4H2O 3CaO.2SiO2.2H2O + Ca(OH)2
Kalsium Silikat hidrat (CSH) adalah silikat di dalam kristal yang tidak
sempurna, bentuknya padatan berongga yang sering disebut Tobermorite
Gel.
Adanya kalsium hidroksida akan membuat pasta semen bersifat basa (pH=
12,5) hal ini dapat menyebabkan pasta semen sensitive terhadap asam kuat
tetapi dapat mencegah baja mengalami korosi.
c. Hiderasi C3A
Hiderasi C3A dengan air yang berlebih pada suhu 30oC akan menghasilkan
kalsium alumina hidrat (3CaO. Al2O3. 3H2O) yang mana kristalnya berbentuk
kubus di dalam semen karena adanya gypsum maka hasil hiderasi C3A
sedikit berbeda. Mula-mula C3A akan bereaksi
dengan gypsum menghasilkan sulfo aluminate yang kristalnya berbentuk
jarum dan biasa disebut ettringite namun pada akhirnya gypsum bereaksi
semua, baru terbentuk kalsium alumina hidrat (CAH).
Hiderasi C3A tanpa gypsum (30oC):
3CaO. Al2O3+ 6H2O 3CaO. Al2O3. 6H2O
Hiderasi C3A dengan gypsum (30oC):
3CaO. Al2O3 + 3 CaSO4+ 32H2O 3CaO.Al2O3 + 3 CaSO4 + 32H2O
Penambahan gypsum pada semen dimaksudkan untuk menunda pengikatan,
hal ini disebabkan karena terbentuknya lapisan ettringite pada permukaan-
permukaan Kristal C3A.
d. Hiderasi C4AF (30 H2O oC)
4CaO. Al2O3. Fe2O3+ 2Ca(OH)2+10H2O 4CaO.Al2O3.6H2O
+ 3CaO.Fe2O3.6H2O
e. Setting dan Hardening
Setting dan Hardening adalah pengikatan dan penerasan semen setelah
terjadi reaksi hiderasi. Semen apabila dicampur dengan air akan
menghasilkan pasta yang plastis dan dapat dibentuk (workable) sampai
beberapa waktu karakteristik dari pasta tidak berubah dan periode ini sering
disebut Dorman Period (period tidur).
Pada tahapan berikutnya pasta mulai menjadi kaku walaupun masih ada
yang lemah, namun suhu tidak dapat dibentuk (unworkable). Kondisi ini
disebut Initial Set, sedangkan waktu mulai dibentuk (ditambah air) sampai
kondisi Initial Set disebut Initial Setting Time (waktu pengikatan awal).
Tahapan berikutnya pasta melanjutkan kekuatannya sehingga didapat
padatan yang utuh dan biasa disebut Hardened Cement Pasta. Kondisi ini
disebut final Set sedangkan waktu yang diperlukan untuk mencapai kondisi
ini disebut Final Setting Time (waktu pengikatan akhir). Proses penerasan
berjalan terus berjalan seiring dengan waktu akan diperoleh kekuatan proses
ini dikenal dengan nama Hardening.
Waktu pengikatan awal dan akhir dalam semen dalam prakteknya sangat
penting, sebab waktu pengikatan awal akan menentukan panjangnya waktu
dimana campuran semen masih bersifat plastik. Waktu pengikatan awal
minimum 45 menit sedangkan waktu akhir maksimum 8 jam.
Reaksi pengerasan
C2S + 5H2O C2S. 5H2O
C3S + 5H2O C2S6. 5H2O + 13 Ca(OH)2
C3A+ 3Cs+ 32H2O C3A. 3Cs+.32H2O
C4AF + 7H2O C3A.6 H2O+ CF. H2O
MgO+ H2O Mg(OH)2
f. Panas Hiderasi
Panas hiderasi adalah panas yang dilepaskan selama semen mengalami
proses hiderasi. Jumlah panas hiderasi yang terajdi tergantung, tipe semen,
kehalusan semen, dan perbandingan antara air dengan semen.
Kekerasan awal semen yang tinggi dan panas hiderasi yang besar
kemungkinan terajadi retak-retak pada beton, hal ini disebabkan oleh fosfor
yang timbul sukar dihilangkan sehingga terajdi pemuaian pada proses
pendinginan.
g. Penyusutan
Ada tiga macam penyusutan yang terjadi di dalam semen, diantaranya:
Drying Shringkage ( penyusutan karean pengeringan)
Hideration Shringkage (penyuautan karena hiderasi)
Carbonation Shringkage (penyuautan karena karbonasi)
Yang paling berpengaruh pada permukaan beton adalah Drying Shringkage,
penyusutan ini terjadi karena penguapan selama
proses setting dan hardening. Bial besaran kelembabannya dapat dijaga,
maka keretakan beton dapat dihindari. Penyusutan ini dioengaruhi juga
kadar C3A yang terlalu tinggi.
h. Kelembaban
Kelembaban timbul karena semen menyerap uaap air dan CO2 dan dalam
jumlah yang cukup banyak sehigga terjadi penggumpalan. Semen yang
menggumpal kualitasnya akan menurun karena bertambahnya Loss On
Ignition (LOI) dan menurunnya spesifik gravity sehingga kekuatan semen
menurun, waktu pengikatan dan pengerasan semakin lama, dan terjadinya
false set.
Loss On Ignation (Hilang Fajar)
Loss On Ignation dipersyaratkan untuk mencegah adanya mineral-mneral
yang terurai pada saat pemijaran, dimana proses ini menimbulkan kerusakan
pada batu setelah beberapa tahun kemudian.
i. Spesifik Gravity
Spesifik Gravity dari semen merupakan informasi yang sangat penting dalam
perancangan beton. Didalam pengontrolan kualitas Spesifik
gravity digunakan untuk mengetahui seberapa jauh kesempurnaan
pembakaran klinker, dan juga menetahui apakah klinker tercampur
dengan impuritis.
j. False Set
Proses yang terjadi bila adonan mengeras dalam waktu singkat. False
Set dapat dihindari dengan melindungi semen dari pengaruh udara luar,
sehingga alkali karbonat tidak terbentuk didalam semen.
2.4 Pembuatan Semen
Langkah Utama Proses Produksi Semen adalah:
a. Penggalian/Quarrying
Terdapat dua jenis material yang penting bagi produksi semen:
Pertama adalah material yang kaya akan kapur atau material yang
mengandung kapur (calcareous materials) seperti batu gamping, kapur, dll.
Kedua adalah material yang kaya akan silika atau material mengandung
tanah liat (argillaceous materials) seperti tanah liat. Batu gamping dan tanah
liat dikeruk atau diledakkan dari penggalian dan kemudian diangkut ke alat
penghancur.
b. Penghancuran
Penghancur bertanggung jawab terhadap pengecilan ukuran primer bagi
material yang digali.
c. Pencampuran Awal
Material yang dihancurkan melewati alat analisis on-line untuk menentukan
komposisi tumpukan bahan.
d. Penghalusan dan Pencampuran Bahan Baku
Sebuah belt conveyor mengangkut tumpukan yang sudah dicampur pada
tahap awal ke penampung, dimana perbandingan berat umpan disesuaikan
dengan jenis klinker yang diproduksi. Material kemudian digiling sampai
kehalusan yang diinginkan.
e. Pembakaran dan Pendinginan Klinker
Campuran bahan baku yang sudah tercampur rata diumpankan ke pre-
heater, yang merupakan alat penukar panas yang terdiri dari serangkaian
siklon dimana terjadi perpindahan panas antara umpan campuran bahan
baku dengan gas panas dari kiln yang berlawanan arah. Kalsinasi parsial
terjadi pada pre‐heater ini dan berlanjut dalam kiln, dimana bahan baku
berubah menjadi agak cair dengan sifat seperti semen. Pada kiln yang
bersuhu 1350-1400°C, bahan berubah menjadi bongkahan padat berukuran
kecil yang dikenal dengan sebutan klinker, kemudian dialirkan ke pendingin
klinker, dimana udara pendingin akan menurunkan suhu klinker hingga
mencapai 100 °C.
f. Penghalusan Akhir
Dari silo klinker, klinker dipindahkan ke penampung klinker dengan
dilewatkan timbangan pengumpan, yang akan mengatur perbandingan
aliran bahan terhadap bahan-bahan aditif. Pada tahap ini, ditambahkan
gipsum ke klinker dan diumpankan ke mesin penggiling akhir. Campuran
klinker dan gipsum untuk semen jenis 1 dan campuran klinker, gipsum dan
posolan untuk semen jenis P dihancurkan dalam sistim tertutup dalam
penggiling akhir untuk mendapatkan kehalusan yang dikehendaki. Semen
kemudian dialirkan dengan pipa menuju silo semen.
2.5 Dampak dari Industri Semen
a. Eksplorasi yang terus menerus dan berlebihan, pasti akan mengganggu
keseimbangan lingkungan. Misalnya, berkurangnya ketersediaan air tanah.
b. Seiring dengan proses produksi semen, dihasilkan pula gas karbon
dioksida (CO2) dalam jumlah yang banyak sehingga sangat mempengaruhi
kondisi atmosfer dan mempercepat terjadinya pemanasan global. Misalnya:
Meningkatnya suhu udara perkotaan. Menurut International Energy
Authority: World Energy Outlook, produksi semen ortland menyumbang tujuh
persen dari keseluruhan karbon dioksida yang dihasilkan berbagai sumber.
c. produksi semen juga menimbulkan dampak tersebarnya abu ke udara
bebas sehingga mengakibatkan penyakit gangguan pernafasan. Studi
kesehatan lingkungan menyebutkan, bahwa debu semen merupakan debu
yang sangat berbahaya bagi kesehatan, karena dapat mengakibatkan
penyakit sementosis.
d. Penurunan kualitas dari segi kesuburan tanah akibat penambangan tanah
liat
e. Kualitas air bertambah buruk akibat limbah cair dari pabrik dalam bentuk
minyak dan sisa air dari kegiatan penambangan, yang menimbulkan lahan
kritis yang mudah terkena erosi, yang akan mengakibatkan pendangkalan
dasar sungai, yang pada akhirnya akan menimbulkan masalah banjir pada
musim hujan
f. Kuantitas air atau debit air menjadi berkurang karena hilangnya vegetasi
pada suatu lahan akan mengakibatkan penyerapan air hujan oleh tanah di
tempat itu menjadi berkurang, sehingga persediaan air tanah menjadi
menipis, akibatnya persediaan ait tanah menjadi makin sedikit. Akibat
lanjutan adalah sungai menjadi kering pada musim kemarau dan sebaliknya
sungai akan banjir (debit air menjadi sangat tinggi) karena tanah tidak
mampu lagi menyerap air yang mengalir terlalu cepat
g. Kebisingan yang terdiri dari tiga jenis sumber bunyi :
· Mesin-mesin yang digunakan dalam pabrik,
· Alat-alat besar seperti traktor yang dipakai pada waktu pengambilan
bahan baku,
· Dentuman dinamit yang digunakan pada waktu pengambilan kapur
h. Berkurangnya keanekaragaman flora, berubahnya pola vegetasi dan jenis
endemik, berubahnya pembentukkan klorofil dan proses fotosintesa
i. Berkurangnya keanekaragaman fauna (burung, hewan tanah dan hewan
langka). Berubahnya habitat air dan habitat tanah tempat hidup hewan-
hewan tersebut
2.6 Penanggulangan
a. Menerapkan pola produksi blended cement yang bisa menurunkan
separuh emisi CO2
b. Mengganti sebagian bahan-bahan dalam pembuatan semen dengan
bahan yang lebih ramah lingkungan
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Semen berasal dari kata Caementum yang berarti bahan perekat yang
mampu mempesatukan atau mengikat bahan-bahan padat menjadi satu
kesatuan yang kokoh. Beberapa jenis semen diantaranya semen portland
putih, semen portland pozolan, semen portland / Ordinary Portland Cement
(OPC), semen portland campur, semen masonry, semen portland komposit.
Langkah utama proses produksi semen diantaranya penggalian,
penghancuran, pencampuran awal, penghalusan dan pencampuran bahan
baku, pembakaran, pendinginan klinker dan penghalusan akhir.
Dampak dari industri semen diantaranya pencemaran lingkungan,
polusi udara dan suara, dan lain-lain.
3.2 Saran
Penggalian dan pengolahan semen sangat mendukung kemajuan suatu
Negara, tetapi yang jangan dilupakan adalah masalah limbah. Untuk
mengatasi permasalah tersebut diperlukan kerjasama dari berbagai pihak,
diantaranya:
a. Industri, diharapkan sebelum membuang limbah pabriknya harus
dimenetralisasinya atau mendaurnya.
b. Pemerintah, diharapkan melakukan pengawasan yang ketat terhadap
industri-industri, terutama dalam masalah penanggulangan limbahnya.
c. Masyarakat, diharapkan turut serta dalam melakukan pengawasan kinerja
industri-industri terutama masalah penanggulangan limbahnya.
Read more: http://khairul-anas.blogspot.com/2012/05/makalah-pembuatan-semen.html#ixzz2Q2q5nLGY
Proses Pembuatan Semen (Cement Manufacturing Process)Udah tiga minggu aja Training di Perusahaan Semen ini. Setelah dua minggu belajar mengenai Leadership dan Company Profile, minggu ke-3 ini mulai lah belajar hal-hal teknis mengenai pabrik semen Hari pertama diminggu ke-3 Ane belajar mengenai Cemen manufacturing Process. Ane dikasih gambaran secara umum mulai dari definisi semen, tahapan-tahapan produksi semen, alat-alat atau unit proses yang ada di pabrik semen, sampai indikator-indikator apa saja yang menggambarkan kualitas dari semen itu sendiri. Oke dah langsung sharing aja Gan!
A. Sejarah SemenSebenernya, abad ke-18 (ada juga yang bilang 1700 M) seorang insinyur Sipil, John Smeaton udah bikin ramuan cikal bakal semen, yaitu adonan campuran antara batu kapur dan tanah liat yang kemudian dia pakai untuk membangun menara suar Eddystone di lepas pantai Comwall, Inggris. Tapi, bukan Smeaton yang mempatenkan cikal bakal semen ini. Seorang insinyur yang juga berkebangsaan Inggris, Josep Aspdin lah yang mengurus hak paten pada tahun 1824, yang kemudian dia sebut Semen Portland. Dinamai begitu karena warna hasil akhir olahannya mirip tanah liat yang ada di Pulau Portland, Inggris.B. Definisi Semen PortlandMenurut SNI 15-2049-2004, Semen Portland adalah semen hidrolisis yang dihasilkan dengan cara menggiling terak (klinker) semen portland terutama yang terdiri atas Kalsium Silikat yang bersifat hidrolisis dan digiling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih bentuk kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh ditambah dengan bahan tambahan lain. Kalo dilihat dari definisinya, bikin bingung emang hahaha tapi kalo udah ngerti, bisa lah dicerna Gan
C. Proses Pembuatan SemenSebelum masuk ke proses pembuatan, kita mesti tau dulu bahan baku apa aja sih yang dipakai buat bikin semen?
1. Limestone (batu kapur) yang banyak mengandung CaCO3
2. Clay (tanah liat) yang banyak mengandung SiO2 dan Al2O3
3. Pasir silika yang banyak mengandung SiO2
4. Pasir besi yang banyak mengandung Fe2O3
Sebenernya proses pembuatan semen itu intinya mengabil oksida-oksida yang terkandung di empat bahan baku di atas yang pada akhirnya membentuk mineral-mineral baru yang membentuk komposisi semen. Berikut tahapan tahapan produksi semen.
1. Raw Material Extraction & PreparationPertama-tama dilakukan persiapan bahan baku baik penambangan (quarry) limestone maupun clay. Tahapan penambangan seperti pada umumnya, ada drilling, blasting, haulage dan loading, selengkapnya bisa di liat di referensi mengenai penambangan. Ukuran limestone hasil tambang umumnya masih besar, sehingga hasil tambang tadi dibawa ke Crusher. Crusher berfungsi untuk mengecilkan ukuran limestone hasil tambang. Maksimum ukuran limestone yang masuk ke crusher adalah 1500 mm dan setelah keluar crusher menjadi sekitar 75 mm. Mungkin ada sebagian yang bingung gimana persiapan dari bahan baku yang lain seperti clay, pasir silika dan pasir besi. Ketiga bahan baku itu juga punya treatment sendiri-sendiri. Kenapa yang dibahas hanya batu kapur? itu karena batu kapur merupakan bahan baku utama hehehe.
Setelah limestone melewati crusher, limestone tersebut ditampung di sebuah tempat (storage). Ditempat ini terjadi proses pre-homogenization. Limestone hasil dari crushing tadi tentunya belum sepenuhnya memiliki ukuran yang sama, sebagian ada yang terlalu kecil, artinya ukurannya belum sama. Pada storage ini, limestone yang ukurannya berbeda tersebut disebar merata (komposisinya) sehingga homogen. Ada beberapa alat yang dipakai pada proses pre-homogenization ini, seperti stack dan reclamer yang masing-masing ada macam-macamnya juga (terlalu panjang buat dijelasin, silahkan searching2 aja di google hehehe).
2. Raw Meal PreparationDari storage tersebut limestone dibawa oleh belt conveyor menuju bin silo, demikian pula dengan clay, pasir silika dan pasir besi masuk ke bin silo masing-masing seperti gambar berikut.
Bin Silo
Dari sini lah keempat bahan baku tersebut mulai dicampurkan. Umumnya untuk membuat semen portland (Tipe I) adalah sebagai berikut:
1. Limestone (+/- 82%)
2. Clay (+/- 13,5%)
3. Pasir Silika (+/- 3%)
4. Pasir besi (+/- 1,5%)
Setelah bahan baku tersebut dicampur,maka itu lah yang disebut Raw Material. Bahan baku tersebut kemudian masuk ke dalam unit operasi yang disebut Raw Mill (RM), (prinsip kerja dan macam-macam RM dapat dilihat di referensi lain juga hehehe) seperti pada gambar berikut.
Verticcal Raw Mill
Tujuan utama Raw Mill adalah:
1. Grinding
Material campuran yang masuk dihaluskan lagi, yang semula 700 mm, setelah keluar dari RM menjadi 9 Mikro.
2. Drying
Material campuran dikeringkan sampai kelembaban 1%. Media pengeringan adalah hot gas yang berasal dari Kiln (Kiln tar kita ketemu di depan Gan hehe)
3. Transport
Untuk menjelaskan ini harus tau dulu prinsip kerja RM -.-” Intinya, hot gas yang dipakai untuk ngeringin material juga berfungsi untuk mentransportasikan material campuran tersebut. Bayangin aja Gan, 7 Mikro kalo ditiup hot gas kan terbang dia
4. Separating
Selama proses di RM, material yang sudah halus kemudian menuju tahapan proses berikutnya, sedangkan yang masih kasar akan terus mengalami penggilingan (grinding) sampai halus.
Setelah keluar dari RM, bahan material ini disebut dengan istilah Raw Mix atau Raw Meal. Raw meal ini kemudian masuk lagi ke sebuah storage atau biasa disebut Blending Silo. Selain bertujuan untuk penyimpanan sementara, Blending Silo berfungsi untuk tempat homogenization. Proses Homogenization intinya sama kek Pre-homogenization, cuma ukurannya aja yang beda dan bahan penyusunnya juga sudah tercampur. Pre-homogenization materialnya hanya limestone saja, sedangkan Homogenization terdiri dari empat bahan baku semen. Sehingga proses homogenisasi yang dilakukan bertujuan untuk memaksimalkan pencampuran dari keempat bahan tersebut.
3. Clincker ManufactureRaw Meal kemudian masuk ke sebuah unit operasi yang disebut dengan Pre-heater. Pre-heater ini terdiri dari beberapa siklon, umunya terdiri dari 4-5 siklon (4-5 stage) seperti gambar berikut.
Pre-heater
Namanya juga Pre-heater, fungsinya sebagai pemanasan awal sebelum masuk ke proses selanjutnya. Media pemanasan sama kek di RM, yaitu berasal dari hot gas dari Kiln. Namun, Inti utamanya dari proses pemanasan ini adalah untuk terjadinya proses Pre-calcination. Dari proses kalsinasi ini mulai lah terbentuk oksida-oksida pembentuk Klinker (hasil proses di Kiln). Proses kalsinasi adalah sebagai berikut:
CaCO3 —-> CaO + CO2
Reaksi ini terjadi pada suhu sekitar 800°C (Untuk lebih jelasnya, silahkan pelajari unit operasi Pre-heater dari referensi lain hehehe). Naaah, dari reaksi di atas, yang paling utama adalah CaO nya Gan. Proses kalsinasi di Pre-heater hanya sekitar 95% nya, sisanya dilakukan di Kiln (pokonya kalo pengen lebih jelas, pelajari prinsip kerja Pre-heater Gan ).
Setelah keluar dari Pre-heater, material ini disebut dengan Kiln Feed. Kiln Feed ini masuk ke unit operasi pembentuk klinker (terak) yang disebut dengan Rotary Kiln, seperti gambar berikut.
Rotary Kiln
Di sini terjadi proses kalsinasi lanjutan. Suhunya mencapai sekitar 1400ºC. Suhu sebesar ini diperoleh dari pembakaran bahan bakar, biasanya digunakan batu bara, IDO (Industrial Diesel Fuel Oil), Natural Gas, Petroleum Coke, dan lain sebagainya. Pada suhu sebesar ini, di Kiln terjadi reaksi-reaksi logam sehingga dihasilkan mineral-mineral baru, yaitu:
1. C3S (3CaO.SiO2)
2. C2S (2CaO.SiO2)
3. C3A (3CaO.Al2O3)
4. C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3)
Mineral-mineral di atas yang kemudian membentuk Clincker (klinker/terak). Setelah melewati Kiln, klinker ini masuk ke dalam Cooler. Bayangin aja Gan, abis dipanasin ampe 1400ºC, tiba-tiba aja didinginin ampe suhunya 100ºC. Kenapa harus demikian? tujuannya diantaranya:
1. Heat recuperation
2. Keamanan (safety) dalam melakukan transportasi dan storage
3. Kualitas Klinker itu sendiri
Nah, Klinker ini lah cikal bakal semen Gan. Tadi kan material itu udah dihalusin di Raw Mill jadi kek powder, nah setelah lewat Kiln ini, karena proses-proses kimia yang dilalui di Kiln maka material ini jadi Klinker, kira-kira kek gambar berikut.
Clinker (klinker)
Kualitas dari Klinker ini sebetulnya bisa dikendalikan, yaitu semenjak proses pencampuran oleh Bin Silo yang dilakukan sebelum masuk ke Raw Mill. Indikator-indikator kuliatasnya adalah dengan menghitung nilai LSF (Lime Stone Factor), SM (Silica Modulus) dan AM (Aluminate Modulus). Nilai ini juga dapat memandu kita untuk membuat berbagi jenis atau tipe semen.
4. Cement GrindingSetelah melewati Cooler, Klinker ini kemudian dilewatkan ke Finish Mill. Naah oleh equipment ini lah maka si Klinker berubah lagi menjadi powder. Jadi di dalem Cement Mill ini klinker tadi di tumbuk, digerus pake bola-bola besi Gan, Cemen Mill nya berputar sehingga bola-bola tersebut menggerus klinker menjadi powder lagi. Bentuk Cement Mill atau Finish Mill kek gambar berikut.
Finish Mill atau Cement Mill
Sebelum digiling, biasanya komposisi Klinker ditambah oleh bahan-bahan tambahan seperti Gipsum, Pozzolan, Trash dan lain sebagainya. Untuk membuat semen Tipe I cukup ditambah gipsum saja. Setelah halus, klinker ini berubah namanya menjadi hasil akhir yaitu semen:) Semen ini kemudian ditampung di Cement Silo sebelum akhirnya dikirim ke Bin Cement untuk proses Packing and Dispatch.
5. Packing and DispatchLangkah terakhir adalah pengepakan semen-semen. Setelah dari Cement Silo, semen ditransport ke Bin Cement dan akhirnya ada yang di packing dan ada yang dimasukan ke bulk (curah).
Bulk (curah)
Yaah…segitu aja gan gambaran kasar mengenai proses pembuatan semen. Untuk lebih mengerti, alangkah baiknya jika tau prinsip kerja dari unit operasi/equipment yang dipakai
dan mengerti tahapan-tahapan proses kimia yang terjadi selama proses pembuatan semen. Semoga bermanfaat Gan