Kata Pengantar

Rasa syukur yang dalam kami sampaikan ke hadiran Tuhan Yang Maha Pemurah,

karena berkat kemurahanNya makalah ini dapat kami selesaikan sesuai yang

diharapkan. Dalam makalah ini kami membahas Devinisi, klasifikasi, cara

pembuatan dan cara pengujian semen portland.

Makalah ini merupakan tugas mata kuliah Laboratorium Uji Bahan di program

studi D3 Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Sebelas Maret (UNS).

Makalah ini dibuat dengan berbagai observasi dalam jangka waktu tertentu

sehingga menghasilkan karya yang bisa dipertanggungjawabkan hasilnya. Kami

mengucapkan terimakasih kepada pihak terkait yang telah membantu Kami dalam

menyusunan makalah ini.

Akhirnya kami menyadari bahwa banyak terdapat kekurangan-kekurangan dalam penulisan makalah ini, maka dari itu kami mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif dari para pembaca demi kesempurnaan makalah ini.

Demikian makalah ini kami buat semoga bermanfaat.

Surakarta, 14 oktober 2013

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim. 2007. Semen. [online]:"http://id.wikipedia.org/wiki/Semen"

2. Anonim. 2007.Cement. [online]:”http://en.wikipedia.org/wiki/Cement”

3. Anonim. 2007. Portland Cement.

[online]:”http://en.wikipedia.org/wiki/Portland_cement"

4. Anonim. 2007. Production Line.

[online]:”www.cimnat.com.lb/Production”

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semen adalah zat yang digunakan untuk merekat batu, bata,

batako, maupun bahan bangunan lainnya. Sedangkan kata semen

sendiri berasal dari caementum (bahasa Latin), yang artinya

“memotong menjadi bagian-bagian kecil tak beraturan“. Meski sempat

populer di zamannya, nenek moyang semen made in Napoli ini tak

berumur panjang. Menyusul runtuhnya Kerajaan Romawi, sekitar abad

pertengahan (tahun 1100-1500 M) resep ramuan pozzuolana sempat

menghilang dari peredaran.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 portland ?

b. bagaimana sejarah semen portland ?

c. Bagaimana sifat-sifat fisis semen portland ?

d. Apa saja Klasifikasi semen Portland ?

e. Bagaimana proses pembuatan semen Portland ?

f. Apa Saja Metode-Metode Pengujian Semen ?

1.3 Tujuan Penulisan

Makalah ini disusun dengan tujuan untuk:

a. Mengetahui apa yang dimaksud dengan semen portland

b. Mengetahui sejarah dari semen portland

c. Mengetahui sifat-sifat fisis semen portland

d. Mengetahui berbagai klasifikasi semen portland

e. Mengetahui proses pembuatan semen portland

f. Mengetahui apa saja metode untuk pengujian semen portland

BAB IIISI

2.1 PENGENALAN BAHAN

2.1.1 Pengertian Semen & Semen Portland

   Semen berasal dari bahasa latin cementum yang berarti bahan perekat. Hak paten diberikan kepada Yoseph Aspidin (1824) atas penemuannya berupa semen. Dalam pengertian umum semen diartikan sebagai bahan perekat yang mempunyai sifat mampu mengikat bahan-bahan padat menjadi satu kesatuan yang kompak dan kuat. Perekat ini ditemukan pada batu kapur yang serbuknya telah digunakan sebagai bahan adonan (mortar) dalam pembuatan bangunan lebih dari 2000 tahun lalu di negara Italia.

Usaha untuk membuat semen pertama kali dilakukan dengan cara membakar batu kapur dan tanah liat. Yoseph Aspidin 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.            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.

2.1.2 Sejarah Semen Portland

            Sebelum semen yang kita kenal ditemukan, adukan perekat pada bangunan di buat dari kapur padam, pozolan dan agregat (campuran ini sering disebut semen alam). Dan kini bangunan yang menggunakan bahan perekat ini masih banyak ditemukan di Italia. Campuran perekat tersebut tidaklah terlalu kuat, tapi tergantung pula pada sifat pozolan yang di gunakan sebagai bahan perekat. Pozolan adalah bahan yang terbentuk oleh debu dari letusan gunung berapi.            Kapur hidrolis pertama kali ditemukan oleh seorang sarjana sipil yang bernama Jon Smeaton pada tahun 1756. Pada saat itu ia bertugas untuk merehabilitasi menara api yang terletak di Eddystone. Ia mencoba menggabungkan kapur padam dan tanah liat. Kemudian campuran itu ia bakar. Setelah mengeras, bongkahan campuran tersebut di tumbuk hingga menjadi tepung. Yang mana tepung tesebut dapat digunakan kembali dan dapat mengeras di dalam air. Mulai dari percobaan inilah sifat-sifat kapur hidrolis mulai di kenal. Namun perkembangan bahan yang ia temukan masihlah lambat dibandingkan campuran kapur padam biasa.            Pada tahun 1796 penemuan ini kembali dikembangkan oleh James Parker dari Norhfleed, Inggris. Ia mengembangkan campuran yang telah ditemukan oleh Jon, perbedaan dari campuran yang di temukan Jon, batu kapur yang digunakan James sebagai capuran adalah batu kapur yang  mengandung lempung. Seadngkan teknik yang di gunakannya sama dengan yang di lakukan Jon. Pada tahun 1800 produk yang dikembangkan James berkembang pesat, sehingga produknya di beri nama semen roman. Namun perkembangan tersebut hanya bertahan hingga tahun 1850.            Di Inggris tukang batu  yang bernama Joseph Aspdin dari kota Leeds, mencampurkan kapur padam dengan tanah liat, kemudian ia bentuk jadi gumpalan. Lalu di bakar dengan suhu kalsinasi (suhu dimana kapur dapat meleleh) dan setelah itu di tumbuk hingga menjadi tepung. Ketika bahan campuran tersebut mengeras, warna dari bahan berubah menjadi abu-abu. Warna tersebut menyerupai bebatuan di

wilayah Portland, maka Joseph memberi nama hasil temuannya sebagai Semen Portland.            Tanggal 21 october 1824, semen Portland Joseph mendapat hak paten dari raja Inggris. Walau pun demikian ia tetap merahasiakan bahan campuran yang ia temukan, dan ia tidak memproduksinya secara masal. Setelah ia wafat, pengembangan dan pemasaran secara masal semen ini di teruskan oleh anaknya yang bernama William Joseph di Jerman. Tahun 1877 jerman melakukan penelitian lebih lanjut terhadap semen Portland, hingga membentuk asosiasi pengusaha dan ahli semen. 30 tahun kemudian asosiasi tersebut menyebar hingga ke Inggris dan di Inggris Standard dari semen dibuat.

   Sedangkan di Indonesia, Pabrik semen pertama berdiri tahun 1910 dengan nama Sumatra Portland Work di Indarung dan sekarang bernama PT Semen Padang. Pada tahun 1957 berdiri pabrik semen kedua di Gresik, Jawa Timur. Dengan semakin pesatnya pembangunan  di Indonesia, maka kebutuhan semen meningkat. Hal inilah yang mendorong berdirinya pabrik-pabrik semen yang baru, sehingga dapat mengisi kebutuhan semen dalam negeri dan mengurangi ketergantungan pada semen impor. Hingga saat ini, semen masih menjadi salah satu komoditi yang menguntungkan dan perkembangan industrinya cukup pesat.

2.1.3 Sifat – Sifat Semen Portland

   Kualitas semen portland ditentukan oleh sifat kimia senyawa utama dan sifat fisika suatu massa yang dihasilkan.a.   Sifat Kimia1.   Loss On Ignition (LOI)      LOI menyatakan bagian dari zat yang akan terbebaskan sebagai gas pada saat terpanaskan atau dibakar (temperatur tinggi). Pada bahan baku umpan kiln ini berarti semakin tinggi LOI-nya maka makin sedikit umpan kiln yang menjadi produk clinker. Karena itu LOI bahan baku maksimal dipersyaratkan untuk mengurangi inefisiensi proses karena adanya mineral-mineral yang dapat diuraikan pada saat pembakaran. Komponen utama LOI adalah uap air yang berasal dari kandungan air (moisture) dalam bahan baku (raw mix) dan gas CO2 yang akan dihasilkan dari proses kalsinasi CaCO3.

2.   Insoluble Residue (IR)      Yaitu impuiritis/zat pengotor yang tetap tinggal setelah semen tersebutdireaksikan dengan asam klorida dan natrium karbonat. Insoluble residuedibatasi untuk mencegah tercampurnya

semen portland dengan bahan-bahan alami lainnya yang tidak dapat dibatasi dari persyaratan fisika.

3.   Modulus-modulus semen      Modulus-modulus semen digunakan sebagai dasar untuk menentukan jenis semen yang akan diproduksi dan digunakan untuk menghitung perbandingan bahan baku yang digunakan.

  Hydraulic ModulusUmumnya nilai HM antara 1,7-2,3; makin tinggi nilai HM akan

menyebabkan keperluan panas untuk pembakaran makin banyak, kuat awal tinggi dan panas hidrasi naik. Jika HM < 1,7 maka mutu semen rendah karena kekuatan semen yang dimiliki kurang baik.   Silica Ratio

Merupakan indikator tingkat kesulitan pembakaran raw material yang menunjukkan perbandingan antara jumlah SiO2terhadap jumlah Fe2O3 dan Al2O3. Silika ratio yang tinngi akan menurunkan liquid fase serta meningkatkan burnability, sebaliknya SR kecil akan mengakibatkan pembakaran clinkermudah dan pembentukan coating dalam kiln. Umumnya SR berkisar 1,9-3,2 tetapi disarankan antara 2,3-3,7.

  Alumina RatioHarga AR biasanya 1,3-1,6; nilai yang tinggi akan mengakibatkan

berkurangnya komposisi fase cair dalam clinkersehingga menyulitkan proses pembakaran. AR = 0,64 maka kedua oksida berada pada perbandingan BM-nya sehingga hanya C4AF yang dapat terbentuk dalam clinker tanpa C3A. Clinker ini dinamakan Ferrari Cement yang mempunyai panas hidrasi rendah.   Lime Saturation Factor

Merupakan jumlah maksimum CaO yang diperlukan untuk bereaksi dengan oksida-oksida lain sehingga tidak terjadi freelimedi clinker. Untuk mencapai kejenuhan CaO yang sempurna maka seluruh CaO harus dikombinasikan sebagai C3S, seluruh oksida besi harus berkombinasi dengan jumlah yang ekivalen dengan alumina dalam C4AF dan sisa alumina harus berkombinasi dalam C3A.Bila  AM < 0.64Bila AR > 0.64

  Liquid PhaseFase lelehan berkisar 20-30 % dan untuk semen portland24-26%.

Jumlah lelehan yang terbentuk tergantung dari komposisi dan temperatur pembakaran. Pada AR 1,63 lelehan mulai terbentuk pada suhu 12800C. Pembentukan clinker berlangsung ketika telah mencapai temperatur sintering dan dalam fasa cair.

b.   Sifat Fisika

1.   Fineness (Kehalusan)      Kehalusan semen biasanya diukur dengan menggunakan luas permukaan spesifik yang ditentukan dengan berbagai macam cara. Cara yang umm dilakukan berdasarkan permeabilitas udara yang dikembangkan oleh blaine. Kehalusan semen mempengaruhi kecepatan hidrasi, makin halus semen maka kecepatan hidarasi semakin meningkat dan mempercepat perkembangan kekuatan. Pengaruh kehalusan semen terutama terhadap kuat tekan 7 hari pertama. Reaksi antara semen dan air adalah reaksi heterogen.      Faktor lain yang berpengaruh terhadap ukuran partikel semen adalah distribusi ukuran grinding media, penggunaan grinding air, kadar gypsum, komposisi dan struktur terak. Kehalusan partikel semen yang banyak berperan terhadap kekuatan semen adalah ukuran sampai 30 micronsebesar 60%.

2.   Soundness (Kekekalan Volume/Kekenyalan)      Soundness adalah pengembangan atau pemuaian semen yang disebabkan oleh freelime atau magnesium. Proses hidrasi terjadi apabila semen bereaksi terhadap air yang mengakibatkan timbulnya pengerasan pasta semen.

3.   Setting Time (Waktu Pengikatan)      Setting time ditentukan bila pasta semen telah mengalami setting(yang telah mengental) dan hardening (yang telah mengeras) selama beberapa jam. Pada reaksi semen C3A akan bereaksi paling cepat menghasilkan CAH berbentuk gel dan bersifat kaku. Tetapi CAH akan bereaksi  dengan gypsum membentuk ettringite yang akan membungkus permukaan CAH dan C3A sehingga reaksi C3A akan dihalangi dan prosessetting akan dicegah. Namun demikian lapisan ettringite tersebut karena adanya fenomena osmosis akan pecah dan reaksi hidrasi C3A akan terjadi lagi, tetapi segera pula akan terbentuk ettringite yang baru kembali, Proses ini akan menghasilkan setting time. Semakin banyak ettringiteyang teerbentuk maka setting time akan makin panjang dan ini diperoleh dengan adanya gypsum.           Setting pasta semen portland secara normal disebabkan oleh pembentukan struktur yang dihasilkan oleh hidrasi mineral clinkerterutama C3S dan C3A kecepatan reaksi C3A sangat cepat dengan air. Dikenal 2 macam setting time:

1.   Initial setting time (waktu pengikatan awal) yaitu waktu mulai adonan terjadi sampai mulai terjadi kekakuan tertentu dimana adonan sudah mulai tidak workable.

2.   Final setting time (waktu pengikatan akhir) yaitu waktu adonan mulai terjadi sampai terjadi kekakuan penuh. Setting time awal biasanya berkisar 2-5 jam dan setting time akhir 3-6 jam.

4.   Compressive Strength (Kuat Tekan)      Mengontrol kemampuan menerima beban tekan dari mortar yang akan dibuat. Faktor yang mempengaruhi kuat tekan semen adalah :

1.   Komposisi kimia (kadar C3S, C2S, C3A, C4AF) dimana kuat tekan sangat tergantung pada distribusi keempat mineral tersebut. C3S berperan pada perkembangan kuat tekan terakhir, C4AF berperan dalam panas hidrasi.

2.   Reaktivitas mineral clinker (kondisi pembakaran kiln).3.   Distribusi alkali (kadar alkali dan SO3).4.   Panas Hidrasi

            Apabila ke dalam semen ditambahkan air maka terjadilah reaksi antara komponen-komponen semen dengan air yang dinamakan reaksi hidrasi yang akan menghasilkan senyawa-senyawa hidrat yang terdiri dari kalsium silikat hidrat, calsium aluminat hidrat, calsium sulfuric aluminat hydratyang semuanya dalam bentuk gel. Kecepatan reaksi hidrasi harus diketahui karena menentukan waktu pengikatan awal dan pengerasan semen. Pengikatan awal harus cukup lambat agar adonan semen dapat dihitung. Panas hidrasi yang tinggi akan mengakibatkan penguapan air selama pembentukan pasta sehingga air tidak cukup membentuk pasta, akibatnya terjadi rongga-rongga diantara agregat, yang menyebabkan beton kurang kuat dan retak-retak.

2.1.4 Klasifikasi Semen Portland

   Menurut SNI 15-2049-1994 dan ASTM C-150-1998, semen Portland diklasifikasikan dalam 5 tipe yaitu:

1. Tipe I (Ordinary Portland Cement)            Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti yang dipersyaratkan pada tipe-tipe lain. Tipe semen ini paling banyak diproduksi dan banyak dipasaran

2. Tipe II (Moderate sulfat resistance)            Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat atau panas hidrasi sedang. Tipe II ini mempunyai panas hidrasi yang lebih rendah

dibanding semen Portland Tipe I. Pada daerah–daerah tertentu dimana suhu agak tinggi, maka untuk mengurangi penggunaan air selama pengeringan agar tidak terjadiSrinkege (penyusutan) yang besar perlu ditambahkan sifat moderat“Heat of hydration”. Semen Portland tipe II ini disarankan untuk dipakai pada bangunan seperti bendungan, dermaga dan landasan berat yang ditandai adanya kolom-kolom dan dimana proses hidrasi rendah juga merupakan pertimbangan utama.

3. Tipe III (High Early Strength)            Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan yang tinggi pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi.Semen tipe III ini dibuat dengan kehalusan yang tinggi blaine biasa mencapai 5000 cm2/gr dengan nilai C3S nya juga tinggi. Beton yang dibuat dengan menggunakan semen Portland tipe III ini dalam waktu 24 jam dapat mencapai kekuatan yang sama dengan kekuatan yang dicapai semen Portland tipe I pada umur 3 hari, dan dalam umur 7 hari semen Portland tipe III ini kekuatannya menyamai beton dengan menggunakan semen portland tipe I pada umur 28 hari.

4. Tipe IV (Low Heat Of Hydration)            Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan panas hidrasi rendah. Penggunaan semen ini banyak ditujukan untuk struktur Concrette (beton) yang massive dan dengan volume yang besar, seprti bendungan, dam, lapangan udara. Dimana kenaikan temperatur dari panas yang dihasilkan selama periode pengerasan diusahakan seminimal mungkin sehingga tidak terjadi pengembangan volume beton yang bisa menimbulkan cracking (retak). Pengembangan kuat tekan (strength) dari semen jenis ini juga sangat lambat jika dibanding semen portland tipe I.

5. Tipe V (Sulfat Resistance Cement)            Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan tinggi terhadap sulfat. Semen jenis ini cocok digunakan untuk pembuatan beton pada daerah yang tanah dan airnya mempunyai kandungan garam sulfat tinggi seperti : air laut, daerah tambang, air payau dsb.

2.1.5 Penyediaan Bahan Baku & Proses Pembuatan Semen Portland Secara Umum

1) Penyediaan Bahan BakuUntuk membuat semen Portland ada beberapa persenyawaan yang harus terdapat dalam bahan dasar (The Four Main Elemen), yaitu : 

      - Oksida calcium (CaO)       - Oksida Silkon (SiO2)       - Oksida Alumunium (A12O3)       - Oksida Besi (Fe2O3) 

Untuk memenuhi bahan tersebut, PTSP menggunakan  a. Bahan Mentah utama :

- Batu Kapur Batu Kapur ini sebagai sumber Calsium Oksida yang persentasenya terdapat dalam batu kapur sebesar 50%. Sedangkan penggunaan tanah liat sendiri di dalam bahan baku secara keseluruhan adalah sebanyak 80%. 

- Batu Silika Bahan ini digunakan sebagai sumber silisium Oksida dan Alumunium Oksidan dan Oksida besi. Bahan ini mengandung 65% oksida silisium, 13% oksida alumunium dan 7% oksida besi. Kebutuhan bahan ini dalam bahan pengolahan bahan dasar adalah + 10% 

- Tanah Merah Digunakan sebagai sumber Alumunium Oksida (29%) dan Oksida besi (10%). Kebutuhan secara keseluruhan + 10%. Hal yang menyulitkan di dalam pemakaian bahan ini adalah kandungan air (30%) dan batu (3%). 

b. Bahan Mentah Tambahan :- Pasir Besi 

untuk membuat semen Portland yang berwarna lebih gelap maka perlu ditambahkan bahan mentah pasir besi yang didatangkan dari cilacap. Bahan ini mengandung oksida besi sekitar 83% dan dipakai sebanyak + 2 %. Kegunaan sebagai flux dalam pembakaran dan mempengaruhi warna semen. 

- Gypsum Merupakan bahan mentah tambahan dalam industri semen yang kegunaannya untuk meperbaiki sifat-sifat semen.

2) Proses Pembuatan SemenSecara umum proses pembuatan semen dibedakan atas dua proses

yaitu proses basah (wet process) dan proses kering (dry process). a. Proses Basah 

Proses ini yaitu denga penambahan air sewaktu penggilingan bahan mentah, sehingga hasil gilingan mentah berupa lumpur yang disebut slurry dengan kadar air sekitar 30 – 36 %. b. Proses Kering 

Proses ini dengan pengaringan bahan mentah sejalan dengan penggilingannya, sehingga hasil gilingan bahan mentah berupa tepung/bubuk yang disebut raw mix (raw meal), dengan kadar airnya < 1 %. Tahapan Proses Secara umum proses pembuatan semen dapat dibagi menjadi 4 (empat) tahapan, yaitu: 1. Penyediaan bahan bahan baku2. Pengolahan bahan bahan baku 3. Pembakaran raw mix/slurry menjadi klinker 4. Penggilingan klinker dan Gypsum menjadi semen

2.2 METODE PENGUJIAN SEMEN PORTLAND

2.2.1 Pengujian Pengikatan Awal Dan Akhir Semen

2.2.1.1 Dasar TeoriWaktu pengikatan awal adalah waktu yang diperlukan semen dari

saat mulai bereaksi dengan air menjadi pasta semen sampai terjadi kehilangan sifat keplastisan. Metode pengujian pengikatan awal menggunakan standar ASTM C 191. Pengujian pengikatan awal menggunakan alat vicat dengan jarum berdiameter 1 mm. Waktu pengikatan awal semen diperoleh saat penurunan mencapai 25 mm dan setiap penurunan dicatat suhu kamarnya (°c). Waktu pengikatan awal pada semen berkisar antara 60–120 menit. Pengujian dilakukan untuk mengetahui kapan pengikatan akhir terjadi. Waktu ikat akhir ( final setting time) yaitu waktu antara terbentuknya pasta semen hingga beton mengeras/bisa menerima tekanan Alat uang digunakan adalah Alat VICAT Final setting time beton tidak boleh lebih dari 8 jam

2.2.1.2 Tujuan Pengujian dilakukan untuk mengetahui kapan pengikatan awal

dan pengikatan akhir terjadi. Waktu ikat awal (innitial setting time) yaitu waktu dari pencampuran semen dengan air sampai menjadi pasta. Waktu ikat akhir ( final setting time) yaitu waktu antara terbentuknya pasta semen hingga beton

2.2.1.3 Alat dan Bahan - Timbangan - Termometer- Mangkok porselin - Cincin ebonite - Gelas ukur 100 cc - Alat vicat, lengkap dengan peralatan jarumnya (1 mm) - Pelat kaca ukuran 15 cm x 15 cm x 0,5 cm - Sendok pengaduk - Stopwatch - Semen - Air - Oli

2.2.1.4 Langkah Kerja

1. Memeriksa dan menyiapkan alat vicat dengan jarum berdiameter 1 mm.

2. Menimbang semen seperti pada pengujian konsistensi normal dan membuat

Pasta semen dengan prosentase air sesuai nilai konsistensi normal. 3. Meletakkan cincin ebonite yang sudah berisi pasta semen pada alat

vicat. 4. Melepaskan jarum vicat pada 15 menit pertama dan mencatat

penurunannya. 5. Melepaskan jarum vicat pada 15 menit kedua dan mencatat

penurunannya (jarak antara tiap titik + 5 mm dan + 10 mm dari tepi cincin ebonite).

6. Waktu pengikatan awal semen diperoleh saat penurunan 25 mm, dilakukan

dengan cara membuat grafik pengikatan awal, dimana waktu penurunan

(menit),sebagai sumbu x (absis) dan besarnya penurunan (mm) dipakai sebagai sumbu y (ordinat). Waktu pengikatan akhir semen waktu antara terbentuknya pasta semen hingga beton. Final setting time beton tidak boleh lebih dari 8 jam

7. Mencatat penurunan saat menjatuhkan jarum pada 30 detik pertama dan

mencatat suhu kamarnya.

2.2.2 Pengujian Kehalusan Semen Portland

2.2.2.1 Dasar Teori

Kehalusan semen portland adalah merupakan suatu faktor penting

yang dapat mempengaruhi kecepatan reaksi antara partikel semen

dengan air. Dengan semakin halus butiran semen portland, maka reaksi

hidrasi semen akan semakin cepat, karena hidrasi dimulai dari

permukaan butir.

2.2.2.2 Tujuan

Tujuan Instruksional Umum

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa akan dapat

mengetahui dan memahami sifat-sifat fisik, mekanik, dan teknologi

semen portland serta pengaruhnya terhadap beton dengan benar.

Tujuan Instruksional Khusus

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa dapat:

a. Menentukan kehalusan semen portland dengan menggunakan

saringan No. 100 dan No. 200.

b. Menjelaskan cara pelaksanaan pengujian kehalusan semen

portland.

c. Mempergunakan alat pengujian dengan terampil.

2.2.2.3 Alat dan Bahan

a. Saringan No.100 dan No. 200 dan PAN sesuai menurut standart

ASTM.

b. Neraca analitik kapasitas maksimum 2000 gram dengan ketelitian

0,1 %.

c. Kuas dengan ukuran tangkai dan bulu kuas yang sesuai untuk

keperluan ini.

d. Semen portland sebanyak 50 gram.

2.2.2.4 Langkah pengujian

a. Memasukkan benda uji semen kedalam saringan No.100 yang

terletak diatas saringan No.200 dan dipasang PAN dibawahnya.

b. Menggoyangkan saringan ini perlahan – lahan, sehingga bagian

benda uji yang tertahan kelihatan bebas dari partikel – partikel

halus ( pekerjaan ini dilakukan antara 3 – 4 menit )

c. Menutup saringan dan melepaskan PAN, mengetok saringan

perlahan – lahan dengan tangkai kuas sampai abu yang

menempel terlepas dari saringan.

d. Membersihkan sisi bagian bawah saringan dengan kuas,

kosongkan PAN dan membersihkan dengan kain kemudian

dipasang kembali.

e. mengambil tutup saringan dengan hati – hati, bila ada partikel

kasar yang menempel pada tutup dikembalikan pada saringan.

f. Melanjutkan penyaringan dengan menggoyang – goyangkan

saringan perlahan – lahan selama 9 menit.

g. Saringan ditutup, penyaringan dilanjutkan selama 1 menit dengan

cara menggerakkan saringan kedepan dan kebelakang dengan

posisi sedikit dimiringkan.kecepatan gerakan kira – kira 150 kali

per menit, setiap 25 kali gerakan putar saringan kira –kira 60°.

Pekerjaan ini dilakukan diatas kertas putih, bila ada partikel yang

keluar dari saringan dan atau PAN serta tertampung diatas kertas,

dikembalikan kedalam saringan. Pekerjaan dihentikan setelah

benda uji tidak lebih dari 0,05 gram lewat saringan dalam waktu

penyaringan selama 1 menit.

h. Benda uji yang tertahan diatas masing – masing saringan No.100

dan No.200 ditimbang, kemudian hitung dan nyatakan dalam

prosentase berat terhadap benda uji semula.

2.2.3 PENGUJIAN BERAT JENIS SEMEN

2.2.3.1 Dasar TeoriSemen Portland adalah bahan konstruksi yang palin banyak

digunakandalam dalam pekerjaan beton. Menurut ASTM C-150,1985, semen Portlanddidefinisikan sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggilingklingker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yamg umumnya mengandungsatu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya.Semen Portland memiliki penyimpangan seperti ketidak murnian dan penyimpangan mutu yang diakibakan dari perbedaan komposisi dan lamanya penyimpanan dari semen Portland. Salah satu pengujian yang dapatmengindikasikan kepada hal tersebut adalah dengan pengujian berat jenis, berat jenis semen Portland pada umumnya berkisar antara 3.00 sampai 3.20 denganangka rata-rata 3.15 .Jika semen Portland memiliki berat jenis kurang dari 3.00 maka semendianggap tidak murni lagi atau tercampur dengan bahan lain, dan jika digunakandalam pembuatan beton maka beton yang dihasilkan akan bermutu rendah danmudah rusak, begitu pula terhadap ikatan-ikatan tidak akan sempurna.Berat jenis dapat dihitung dengan menggunakan rumus :BJ = ( W / ( V1-V2 ) ) * d1

2.2.3.2 Tujuan

Pengujian berat jenis semen portland menggunakan botol Le Chatelier. Berat jenis semen yang disyaratkan SK SNI 15–2531–1991 berkisar antara 3.00–3.20 t/m3. Berat jenis semen perlu diketahui karena digunakan dalam hitungan perbandingan campuran beton.

2.2.3.3. Alat dan Bahan: - Timbangan - Botol Le Chatelier - Termometer - Cawan - Corong kaca - Kerosin bebas air - Semen portland - Air dengan suhu 200 c

2.2.3.4. Langkah Pengujian

1. Mengisi botol Le Chatelier dengan kerosin sampai skala 1 untuk pengujian pertama dan sampai skala 18 untuk pengujian kedua. 2. Merendam botol Le Chatelier ke dalam cawan yang berisi air dengan suhu 200C, bila kerosin turun maka kerosin harus ditambah sampai skala tetap pada keadaan semula. 3. Setelah suhu cairan dalam botol dan air sama, tinggi permukaan cairan dibaca terhadap skala botol (V1). 4. Memasukkan semen sebanyak 64 gram untuk skala 1 sedikit demi sedikit ke dalam botol. Hindarkan penempelan semen pada dinding dalam botol di atas cairan, sedangkan untuk skala 18 digunakan semen sebanyak 15 g5. Setelah seluruh benda uji dimasukkan, botol diputar atau digoyangkan perlahan sehingga seluruh gelembung udara keluar. 6. Setelah suhu cairan dalam botol dan air sama 200C, tinggi permukaan cairan dibaca terhadap skala botol (V2).

7. Menghitung berat jenis semen portland.

2.2.4 PENGUJIAN KONSISTENSI NORMAL SEMEN

2.2.4.1. Dasar Teori Konsistensi normal adalah nilai prosentase jumlah air yang

dibutuhkan untuk membentuk pasta semen pada kondisi kebasahan standar guna menunjukkan kualitas semen portland (Sandor Popovics). Metode pengujian konsistensi normal sesuai standar ASTM C 187 dengan metode coba–coba menggunakan sejumlah pasta semen yang dibuat dari 300 gram semen dengan prosentase air yang berbeda–beda. Konsistensi normal pasta semen didapatkan ketika jarum alat vicat berdiameter 10 mm terjadi penurunan 10 mm di bawah permukaan asli pasta pada waktu ke 30 detik setelah jarum dilepaskan. Dari data yang diperoleh, buat grafik prosentase air yang diperlukan sebagai absis dan penurunan jarum sebagai ordinat. Berdasarkan grafik dapat diketahui jumlah air untuk mencapai konsistensi normal. Konsistensi normal berkisar 22%–28% untuk semen portland yang diperdagangkan.

2.2.4.2 TujuanUntuk mengetahui Konsistensi normal adalah nilai prosentase

jumlah air yang dibutuhkan untuk membentuk pasta semen pada kondisi kebasahan standar guna menunjukkan kualitas semen portland (Sandor Popovics)

2.2.4.3. Alat dan Bahan: - Timbangan - Termometer - Mangkok porselin - Cincin ebonite - Gelas ukur 100 cc - Alat vicat, dengan peralatan jarumnya (10 mm) - Pelat kaca ukuran 15 cm x 15 cm x 0,5 cm - Sendok pengaduk - Stopwatch - Semen - Air - Oli

2.2.4.4. Langkah Pengujian

1. Memeriksa dan menyiapkan alat vicat dengan jarum diameter 10 mm. 2. Menyetel pembacaan alat vicat dengan menyetel jarum agar mengenai bibir atas cincin ebonit dan strip petunjuk pada posisi 0 mm. 3. Melumasi bagian dalam cincin ebonit dan permukaan kaca dengan minyak, kemudian meletakkan cincin di atas plat kaca tersebut dengan diameter kecil di atas dan diameter besar di bawah. 4. Menimbang semen sebanyak 300 gram. 5. Menuangkan semen ke dalam mangkok porselin dan mencampurnya dengan

sejumlah air sebanyak x% (ditentukan sendiri) dari berat semen. Air diukur dengan gelas ukur 100 cc. 6. Mengaduk semen dan air dengan sendok pengaduk selama 3 menit sehingga diperoleh campuran yang plastis. 7. Menuang pasta semen ke dalam cincin ebonit dan mengetuk-ketuk cincin ebonit dengan perlahan untuk menghilangkan rongga udara yang terdapat dalam pasta semen. 8. Meratakan permukaan pasta semen terhadap permukaan cincin dengan sendok pengaduk dan meletakkan plat kaca berikut cincin yang berisi pasta semen pada alat vicat. 9. Memasang jarum diameter 10 mm pada alat vicat dan bila ujung jarum sudah berada di permukaan pasta semen serta posisi skala pembacaan menunjukkan angka pada posisi nol , maka lepaskan jarum secara bebas. 10. Mencatat penurunan pada 30 detik setelah jarum dilepaskan (jarum turun menembus pasta semen akibat berat sendiri, dimana berat alat vicat dan jarum = 300 gram)11. Pengujian di atas diulang dengan prosentase sedemikian rupa sehingga diperoleh konsistensi normal (konsistensi normal didapat pada penurunan 10 mm). 12. Melukis grafik konsistensi normal dari data yang diperoleh. Prosentase air yang diperlukan sebagai absis dan penurunan jarum (mm) sebagai ordinat. 13. Dari grafik dapat dihitung jumlah air yang diperlukan untuk mencapai konsistensi normal. Catat suhu kamar setiap kali melakukan pengujian.