A. JUDUL

ANALISIS PERBANDINGAN KUALITAS SEMEN, BURNING DURATION, DAN

OPERATING COST DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR BATUBARA

DAN CAMPURAN BATUBARA DENGAN BIOMASSA DALAM INDUSTRI

PENGOLAHAN SEMEN DI PT. SEMEN PADANG

B. ALASAN PEMILIHAN JUDUL

Industri semen merupakan proses produksi high energy karena membutuhkan

banyak bahan bakar pada saat proses pembakaran raw material di Kalsiner dan Kiln. Di

pabrik semen modern, kebutuhan konsumsi energi rata – rata sekitar 3.000 – 3.300 MJ

per ton klinker (Reff. CSI – GHD, 2009). Sekitar 30 – 40 % dari total production

cost hanya digunakan untuk membiayai kebutuhan bahan bakar. Pada umumnya industri

semen hanya menggunakan batubara sebagai bahan bakar untuk pengolahannya. Padahal

dalam pelaksanaannya, penggunaan batubara sebagai bahan bakar pada industri semen

mengakibatkan tingginya pencemar Nox, CO2, dan SO2. Rata-rata kebutuhan energi

untuk menghasilkan 1 ton semen adalah 3,3 GJ yang memerlukan 120 KG batubara

dengan nilai kalor rata-rata 27,5 MJ/KG (Feng dalam Asthana, 2006). Emisi CO2 dari

produksi semen dihasilkan melalui dua proses. Pertama, CO2 dihasilkan dari proses

dekarbonisasi batukapur saat material bahan baku dibakar:

CaCO3 ¿>¿ CaO + CO2

1

Proses diatas menghasilkan hampir 0,5 ton CO2 per ton semen. Sumber kedua

berasal dari pembakaran sejumlah besar bahan bakar diatas temperatur 20000C. Habibie

et all (1999) menyatakan bahwa CO2 yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan

bakar untuk mengoperasikan tanur mencapai 0,75 ton CO2. Emisi gas karbondioksida ini

memicu terjadinya pemanasan global dan efek rumah kaca.

Penggunaan batubara seutuhnya untuk proses pembakaran juga membutuhkan

banyak biaya apabila dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar batubara yang

dicampur dengan biomassa.

Untuk mengatasi permasalahan tersebut diatas (peningkatan production cost,

pemborosan energi dan kenaikan emisi gas CO2) maka perlu dilakukan tindakan nyata

yang efektif dan efisien. Inovasi ini tidak menghasilkan produk baru tetapi

mengembangkan teknologi proses yang ramah lingkungan sehingga akan memberikan

nilai tambah bagi Perseroan.

C. TUJUAN PENELITIAN

1. Untuk mengetahui kualitas dan lama pembakaran semen yang dibakar hanya dengan

menggunakan batubara di PT. Semen Padang

2

2. Untuk mengetahui kualitas dan lama pembakaran semen yang dibakar menggunakan

batubara dicampur dengan biomassa di PT. Semen Padang

3. Untuk mengetahui perbandingan biaya masing-masing bahan bakar tersebut.

D. PERUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana kualitas semen yang dibakar hanya dengan menggunakan batubara di PT.

Semen Padang dan berapa lama waktu pembakarannya?

2. Bagaimana kualitas semen yang dibakar menggunakan batubara dicampur dengan

biomassa di PT. Semen Padang berapa lama waktu pembakarannya?

3. Bagaimanakah perbandingan biaya untuk masing-masing bahan bakar tersebut?

E. DASAR TEORI

1. Definisi Semen

Semen berasal dari bahasa latin caementum yang berarti bahan perekat. Secara

sederhana, definisi semen adalah bahan perekat atau lem, yang bisa merekatkan

bahan – bahan material lain seperti batu bata dan batu koral hingga bisa membentuk

sebuah bangunan. Sedangkan dalam pengertian secara umum semen diartikan

sebagai bahan perekat yang memiliki sifat mampu mengikat bahan – bahan padat

menjadi satu kesatuan yang kompak dan kuat. (Bonardo Pangaribuan, Holcim)

Adapun pengertian semen portland Berdasarkan Standar Nasional Indonesia

(SNI) nomor 15-2049-2004 adalah semen hidrolisis yang dihasilkan dengan cara

menggiling terak (Clinker) portland terutama yang terdiri dari kalsium silikat

(xCaO.SiO2) yang bersifat hidrolis dan digiling bersama – sama dengan bahan

tambahan berupa satu atau lebih bentuk kristal senyawa kalsium sulfat (CaSO4.xH2O)

dan boleh ditambah dengan bahan tambahan lain (Mineral in component).

3

Hidrolis berarti sangat senang bereaksi dengan air, senyawa yang bersifat

hirolis akan bereaksi dengan air secara cepat. Semen portland bersifat hidrolis karena

di dalamnya terkandung kalsium silikat (xCaO.SiO2) dan kalsium sulfat

(CaSO4.xH2O) yang bersifat hidrolis dan sangat cepat bereaksi dengan air. Reaksi

semen dengan air berlangsung secara irreversibel, artinya hanya dapat terjadi satu

kali dan tidak bisa kembali lagi ke kondisi semula.

2. Komposisi Kimia Semen

Bahan kimia utama penyusun semen adalah kalsium silikat (xCaO.SiO2),

kalsium sulfat (CaSO4.xH2O) dan bahan tambahan lain (Mineral in component) yang

akan berperan sebagai cement filler. Dimana mineral kalsium silikat (xCaO.SiO2)

bersifat sangat hidrolis, di dalam industri semen mineral – mineral penyusun semen

diistilahkan sebagai C3S, C2S, C3A dan C4AF yang berarti :

C3S =     3CaO.SiO2

C2S =     2CaO.SiO2

C3A =     3CaO.Al2O3

C4AF =     4CaO.Al2O3.Fe2O3

Inilah yang membuat industri semen berbeda dengan industri kimia pada

umumnya, dimana pada industri kimia lain C dipakai untuk Carbon, S untuk Sulfur,

dan F untuk Fluoro sedangkan pada industri semen dipakai hanya untuk kemudahan

dalam pelafalan. Setiap mineral penyusun semen tersebut, memiliki peran dan fungsi

masing – masing terhadap sifat semen. Berikut fungsi dari masing – masing

material,

4

Persentase untuk tiap material tersebut akan berbeda tergantung dari jenis semen yang di

produksi dan kondisi operasi tiap – tiap pabrik semen yang berbeda – beda, tetapi secara

umum range persentase untuk tiap material diberikan sebagai berikut,

5

3. Poses Produksi Semen

Gambar 4. Diagram Alir Proses Produksi PT. Semen Padang

Proses utama di pabrik semen terdiri dari tiga tahapan proses:

a. Proses produksi campuran bahan baku

Proses produksi campuran bahan bakumemerlukan mill tegak atau mill jenis

tabung sebagai mesin utama untuk grinding dan pengeringan. Bahan baku yang

dimasukkan terdiri dari batu kapur, batu silika, tanah liat, slag (kerak) tembaga

dengan komposisinya masing-masing dan produknya adalah campuran bahan

baku. Energi listrik digunakan untuk grinding dan gas panas (gas buang kiln)

digunakan untuk pengeringan. Proses ini menghasilkan debu yang ditampung

dengan electrostatic precipitator.

b. Proses produksi klinker

Alat utama untuk produksi klinker adalah kiln. Proses ini terdiri dari

kalsinasi, pembentukan klinker pada temperatur 14000C dan pendinginan. Bahan

6

yang dimasukkan adalahcampuran bahan baku dan batubara sebagai bahan bakar.

Proses ini mengeluarkan debu klinker yang ditampung dalam electrostatic

precipitator dan udara panas dibuang. Dari udara panas yang dibuang ini tentunya

menghasilkan gas CO2 yang berlebihan apabila bahan bakar yang digunakan

adalah batubara. Hal ini akan berdampak pada emisi gas rumah kaca yang sangat

mencemari lingkungan.

c. Proses produksi semen

Alat utama untuk produksi semen adalah mill bentuk tabung untuk

menghaluskan klinker dan gypsum. Sistem ini menggunakan listrik untuk

menjalankan alat.

Secara umum proses produksi semen terdiri dari beberapa tahapan :

a. Tahap penambangan bahan mentah (quarry). Bahan dasar semen adalah batu

kapur, tanah liat, pasir besi dan pasir silica. Bahan-bahan ini ditambang dengan

menggunakan alat-alat berat kemudian dikirim ke pabrik semen.

b. Bahan mentah ini diteliti di laboratorium, kemudian dicampur dengan proporsi

yang tepat dan dimulai tahap penggilingan awal bahan mentah dengan mesin

penghancur sehingga berbentuk serbuk.

c. Bahan kemudian dipanaskan di preheater

d. Pemanasan dilanjutkan di dalam kiln sehingga bereaksi membentuk kristal

klinker

e. Kristal klinker ini kemudian didinginkan di cooler dengan bantuan angin. Panas

dari proses pendinginan ini di alirkan lagi ke preheater untuk menghemat energi

f. Klinker ini kemudian dihaluskan lagi dalam tabung yang berputar yang bersisi

bola-bola baja sehingga menjadi serbuk semen yang halus.

7

g. Klinker yang telah halus ini disimpan dalam silo (tempat penampungan semen

mirip tangki minyak pertamina)

h. Dari silo  ini semen dipak dan dijual ke konsumen

4. Jenis - Jenis Bahan Bakar yang Digunakan di Industri Semen

Pabrik semen merupakan pabrik yang intensif dalam pemakaian energi panas

dari bahan bakar. Oleh sebab itu masalah bahan bakar dan teknologi pembakaran

merupakan hal yang sangat penting untuk dikuasai baik oleh engineers proses

maupun para operator kiln. Selain itu apabila pabrik semen dapat memakai bahan

bakar dengan konsumsi panas spesifik yang cukup rendah, maka keuntungan biaya

produksi dapat diperoleh dengan pasti karena sekitar 30% biaya produksi berasal dari

biaya bahan bakar ini.

Tujuan pembakaran bahan bakar baik di kiln maupun di kalsiner adalah untuk

mengubah panas latent yang dimiliki bahan bakar menjadi panas hasil pembakaran

yang langsung dapat digunakan untuk mengubah atau mereaksikan material baku

menjadi klinker. Selain itu proses pembakaran tidak cukup hanya bertujuan

menghasilkan sejumlah energi atau kalor yang dapat segera dimanfaatkan oleh bahan

baku, tetapi masih diperlukan untuk menghasilkan temperatur gas hasil pembakaran

yang tinggi agar proses perubahan dari material baku menjadi klinker dapat berjalan

dengan baik serta menghasilkan klinker dengan kualitas baik. Di kiln, temperatur gas

di atas 1400oC sangat diperlukan untuk proses klinkerisasi.

Secara umum dan berdasarkan wujudnya, jenis-jenis bahan bakar  dapat

diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) jenis yaitu bahan bakar padat, cair dan gas. Contoh

bahan bakar padat adalah batu bara, arang, kayu, pet coke, dan lain-lain. Untuk bahan

bakar cair misalnya IDO, minyak solar, bensin, minyak tanah, bahan bakar sintetik,

8

dan lain-lainnya. Sedangkan yang wujudnya gas antara lain LPG, gas alam, dan

lainnya.

a. Batubara

Batubara diklasifikasikan menjadi beberapa macam berdasarkan pada sifat-

sifat dan umur terbentuknya antara lain lignit, bituminous, anthracite, dan lain-

lain. Beberapa sifat yang membedakan antara beberapa jenis batubara tersebut

antara lain diperlihatkan pada tabel 1.

Klasifikasi di atas didasarkan pada umur terbentuknya batubara mulai dari

yang termuda dengan kadar volatile yang tinggi, berumur menengah seperti

bituminous hingga yang paling tua yaitu anthracite dengan kadar volatile yang

rendah. Kandungan volatile ini mempunyai pola kecenderungan yang sama

dengan kadar air. Dengan umur batubara yang lebih tua maka kandungan airnya

akan semakin sedikit dan unsur padatan lainnya semakin kompak. Namun untuk

kandungan ash (debu) dari hasil penelitian dapat dikatakan bahwa kadarnya

bukan merupakan fungsi dari umur batubara. Oleh sebab itu kandungan debu

9

perlu diketahui melalui uji laboratorium. Dari tabel 1 tersebut terlihat bahwa

semakin tua umur batubara kadar elemen yang berbentuk gas seperti hidrogen,

nitrogen, dan oksigen mengecil dan sebaliknya kadar karbonnya akan meningkat.

Apabila dibandingkan dengan bahan bakar minyak dan gas, kadar hidrogen

pada batubara relatif lebih rendah  (hanya berkisar antara 2 – 5% H), sehingga gas

hasil pembakarannya akan mengandung uap air yang lebih sedikit dan perbedaan

antara gross dan net heating value adalah kecil (berkisar antara 200 – 300

kkal/kg). Nilai kalor batubara sangat tergantung pada kandungan air dan debu.

Akan tetapi kadar volatile juga berpengaruh secara kompleks pada nilai kalor ini.

Karena rangkaian hidrokarbon pada batubara menghasilkan nilai kalor yang lebih

tinggi dibanding karbon bebas, maka pada umumnya untuk batubara dengan

umur menengah hingga tua kenaikan kadar volatile akan meningkatkan nilai

kalornya. Namun untuk lignite yang memiliki kadar gas tinggi, hal sebaliknya

justru yang diperoleh karena proporsi unsur nitrogen dan oksigen dalam volatile

matter meningkat dan kedua unsur ini tidak menghasilkan kalor pada proses

pembakaran bahkan justru menurunkan temperatur adiabatiknya.

Kadar belerang dalam batubara bervariasi tergantung pada asal tambang

batubara tersebut. Beberapa tempat mengandung kadar sulphur rendah, namun di

lain tempat bisa tinggi. Kandungan sulphur ini sangat berpengaruh pada operasi

pembakaran di kiln, mengingat sifat-sifatnya yang kurang menguntungkan antara

lain dapat mempengaruhi fluiditas rawmix dan lainnya. Oleh karena itu biasanya

diinginkan batubara dengan kadar belerang yang rendah untuk operasi kiln.

Untuk mengetahui beberapa sifat penting yang dimiliki oleh bahan bakar padat,

khususnya batubara, perlu dilakukan beberapa pengujian laboratorium antara lain:

10

1) Proximate analysis untuk menentukan kadar volatile matter, moisture dan

debu.

2) Ultimate analysis untuk menentukan kadar karbon, hidrogen, belerang,

nitrogen, dan oksigen. Dari hasil ultimate test ini akan dapat diperkirakan nilai

kalor dari bahan bakar.

3) Analisis kimia untuk menentukan element apa saja yang terkandung didalam

ash (debu). Apabila elemen dan kadarnya dapat diketahui akan lebih

meningkatkan presisi kita dalam melakukan raw mix desain (akan dibahas

dalam modul lain). 

4) Analisis fisika untuk menentukan nilai kalor gross yang diikuti dengan

perhitungan nilaikalor netto berdasarkan kadar air yang ada di dalam bahan

bakar serta H2O yang akan dihasilkan dalam proses pembakaran.

5) Test lainnya yang biasanya dilakukan antara lain untuk mengetahui indeks

kekerasan yang berguna pada untuk proses grinding bahan bakar, indeks abrasi

untuk keperluan perkiraan material peralatan grinding dan transport serta

perkiraan keausannya, serta kehalusan butir hasil coal mill untuk keperluan

kemudahan bahan bakar tersebut saat dibakar.

Untuk memperoleh proses pembakaran yang baik dan api yang cocok dengan

proses pembentukan klinker di dalam kiln, kehalusan butir batubara merupakan

parameter yang penting. Pada umumnya untuk batubara dengan kadar volatile

rendah, semakin lembut ukuran butir proses pembakaran akan berjalan lebih

cepat. Namun untuk batubara dengan kadar volatile tinggi, sebaiknya ukuran butir

dibuat lebih kasar untuk mengatur laju keluarnya gas dari padatan sehingga tidak

terlalu membahayakan proses pembakaran dan dapat dikontrol dengan lebih baik.

11

Jika keluarnya gas dari padatan terlalu cepat, percampurannya dengan udara akan

menyulitkan pengaturan proses pembakaran seperti terjadi pada proses

pembakaran bahan bakar gas.

b. Bahan bakar minyak

Bahan bakar minyak masih banyak digunakan di pabrik semen di Indonesia

walaupun bukan merupakan bahan bakar utama. Pada umumnya bahan bakar

minyak digunakan saat heating up karena sifatnya yang mudah dibakar dan

kestabilan apinya walaupun proses pembakaran berlangsung pada kondisi

lingkungan yang masih dingin atau pada kondisi dimana terdapat problem dengan

batubara. Banyak sekali jenis bahan bakar minyak ini, misalnya IDO, HFO, dan

lain-lain. Contoh beberapa sifat yang dimiliki oleh bahan bakar minyak diberikan

pada tabel 2.

Kadar belerang bahan bakar minyak tergantung pada asal sumber minyak

tersebut. Kadar belerang ini bisa mencapai sekitar 4,5%. Sifat specific gravity

12

penting untuk minyak ini karena terkorelasi dengan nilai kalor bahan bakar. Pada

umumnya semakin tinggi nilai specific gravity semakin rendah nilai kalornya.

c. Bahan bakar Gas

Bahan bakar gas, diperoleh dari berbagai sumber dalam bentuk gas. Gas alam

merupakan bahan bakar yang baik untuk proses produksi semen karena

memerlukan instalasi yang tidak rumit dan mudah dikontrol kaena biasanya

memiliki komposisi kimia yang relatif stabil serta bersih. Problem utama dalam

pembakaran bahan bakar gas adalah ledakan (explosion) sehingga memerlukan

penanganan khusus untuk keamanan instalasinya. Hasil analisis komposisi kimia

gas alam secara umum diberikan pada tabel 3.

Dari tabel 3 tersebut, tampak bahwa kadar CH4 merupakan tertinggi dan

metana merupakan komponen utama gas alam dengan kadar 80% - 95%.

Biasanya dalam gas alam ini tercampur nitrogen yang tidak menghasilkan kalor

13

pada proses pembakaran. Pada umumnya kandungan belerang pada gas alam

sangat rendah. Selain itu volume gas hasil pembakaran relativ tinggi karena

kandungan hidrogen yang tinggi, sehingga padas terbuang bersama exhaust gas

lebih tinggi dibanding hasil pembakaran bahan bakar lainnya. Titik nyala gas

alam cukup tinggi yaitu sekitar 600oC, sehingga memerlukan perlakuan khusus

bila digunakan untuk heating up kiln karena temperatur dinding kiln belum tinggi

sehingga radiasi dari dinding untuk memanaskan bahan bakar dan udara belum

cukup. Pada umumnya kiln dengan bahan bakar gas memiliki konsumsi panas

spesifik yang relatif rendah dibanding dengan kiln berbahan bakar selain gas

karena untuk bahan bakar gas ini udara primer dapat dijaga pada persentase yang

rendah sehingga panas rekuperasi pada cooler tinggi.  Walaupun demikian udara

primer tetap diperlukan khususnya untuk mendinginkan burner. Biasanya tekanan

gas yang datang ke pabrik kita cukup tinggi sehingga perlu diturunkan sebelum

dibakar. Pada umumnya tekanan gas alam cukup untuk menghasilkan momentum

percampuran dengan udara. Di indonesia tidak banyak pabrik yang

memanfaatkan gas alam sebagai bahan bakar utamannya. Hal ini barangkali lebih

dikarenakan harganya yang relatif mahal dibanding batubara selain tidak semua

sumber gas alam berdekatan dengan lokasi pabrik.

d. Bahan bakar alternatif 

Bahan bakar alternatif adalah bahan bakar yang dapat digunakan sebagai

bahan bakar alternatif di pabrik semen untuk mengurangi konsumsi bahan bakar

utama dalam rangka program penghematan energi. Beberapa contoh bahan bakar

alternatif ini antara lain pet coke, karet, kayu, sekam padi, serbuk gergaji,

cocopeat dan kertas. Bahan bakar alternatif ini banyak digunakan oleh pabrik

semen di luar negeri. Penggunaan bahan bakar alternatif diharapkan dapat

14

memberikan solusi ramah lingkungan terhadap permasalahan limbah, mengurangi

ketergantungan pada sumber daya alam tak terbarukan, mengurangi emisi, dan

peluang kegiatan ekonomi untuk masyarakat.

5. Biaya Operasional Untuk Bahan Bakar Semen

Biaya yang dikeluarkan untuk perolehan bahan bakar semen adalah biaya yang cukup

signifikan. Apabila pembakaran dilakukan dengan menggunakan bahan bakar

batubara semata, maka hal ini tentunya akan menghabiskan biaya yang lebih tinggi

apabila dibandingkan dengan penggunaan bahan bakar batubara yang dicampur

dengan biomassa. Selain dapat mengurangi emisi gas CO2 dalam artian ramah

lingkungan bahan bakar ini mudah didapatkan dan tentunya dengan harga yang jauh

lebih murah.

6. Pengujian Kualitas Semen

Pengujian merupakan syarat utama pada pembuatan semen agar diperoleh

hasil yang memenuhi standar yang telah ditetapkan. Pengujian semen biasanya

dilakukan dilaboratorium yang suhu dan kelembaban ruangannya dikontrol dengan

baik. Suhu ruang dijaga antara 20 – 20,75 0C dengan kelembaban relatif tidak boleh

kurang dari 50%.

Tabel 4. Komposisi Kimia Semen Portland Tipe 1 Produksi PT. Semen Padang

15

Pengujian semen yang dilakukan antara lain:

a. Kehalusan (Blaine)

Kehalusan sangat mempengaruhi pengerasan semen portland dan juga

kekuatannya. Makin halus semen maka makin cepat dan lebih efektif terjadinya

interaksi dengan air serta kuat tekannya pun makin tinggi. Nilai kehalusan

(blaine) dihitung dengan permeability udara terhadap sampel semen yang

dipadatkan pada kondisi tertentu. Alat (blaine) pada dasarnya menarik sejumlah

udara melalui suatu alas semen yang disiapkan dengan porositas tertentu

merupakan fungsi dari ukuran-ukuran butir semen dan menentukan kecepatan alir

udara melalui alasnya.

S = Ss √ T

Ts

Keterangan :

S = blaine/ luas permukaan spesifik semen (cm2/gr)

Ss = blaine semen standar (3818 cm2/gr)

Ts = Waktu alir semen standar (√82,13 = 9,06 s)

T = waktu alir semen uji (s)

b. Kebutuhan air semen

Normal consistence (NC) merupakan suatu nilai perbandingan antara masa

air yang digunakan dan masa semen yang dinyatakan dalam persen. Kebutuhan

air dipenngaruhi oleh kandungan alluminate. Dan untuk pengujian sifat fisis

semen, jumlah air campuran yang digunakan mengacu pada kondisi normal

konsistensi.

16

Metode pengujian ini meliputi pemeriksaan konsentrasi normal dari semen

hidrolisis. Metode ini juga merupakan perbandingan antara jumlah air yang

digunakan dengan semen pada pembuatan pasta semen

NC(%) = BA x 100%

Keterangan:

B = berat semen (gr)

A = Jumlah air (ml)

c. Waktu Pengikatan Semen (Setting Time)

Waktu ikat merupakan penentu awal dan akhir pengikatan pasta semen,

disamping kehalusan. Waktu ikat dipengaruhi oleh komposisi mineral dan air

yang dipakai. Selain untuk menghidrasikan semen, air juga berfungsi untuk

memberi mobilitas bagi pasta semen.

Pada saat bercampur dengan air, semen mengalami pengikatan dan

mengeras. Lamanya pengikatan juga dipengaruhi oleh suhu udar sekitarnya. Ada

dua macam waktu pengikat pada semen, yaitu waktu ikat awal dan waktu ikat

akhir.Waktu ikat awal adalah waktu yang dibutuhkan sejak semen bercampur

dengan air dari kondisi plastis menjadi tidak plastis, sedangkan waktu ikat akhir

adalah waktu yang dibutuhkan semen sejak bercampur dengan air dari kondisi

plastis menjadi keras. Waktu ikat awal menurut standar SNI minimum 45 menit,

sedangkan waktu ikat akhir maksimum 360 menit.

d. Pemuaian (Autoclave)

Autoclave bertujuan untuk menentukan tingkat perkembangan pasta semen

atau menetapkan semen tersebut memenuhi batas spesifikasi cepat kaku. Sebelum

17

pengujian kekekalan bentuk dilakukan terlebih dahulu ditentukan jumlah air dan

mengetahui pengikatan awal yang akan digunakan untuk pembuatan semen.

Pengujian kekekalan bentuk dilakukan dua percobaan dengan tujuan untuk

mengetahui peristiwa kerja (retak, pecah, atau perubahan bentuk lainnya) yang

diperlihatkan setelah pengujian. Adapun rentang waktu yang sudah ditentukan

diruang lembab dengan kelembaban relatif ± 90 %, yaitu:

1) Percobaan cepat

Percobaan cepat dapat dilakukan dengan cara merebus benda uji yang

telah disimpan 3 x 24 jam diruang lembab selama 3 jam.

2) Percobaan lambat

Benda uji yang telah disimpan selama 3 x 24 jam didalam ruang lembab

direndam dalam bak air yang berisi air dingin selama 25 hari. Pengujian

dengan autoclave meliputi pemuaian dari semen portland, dengan melakukan

pengujian terhadap benda uji. Adanya hidrasi CaO bebas, MgO atau keduanya

menyebabkan index potensial lambat berkembang.

Persentase pemuaian (%) = L(ak )−L(aw)

L(aw) x 100%

Keterangan:

L(ak) = Panjang akhir benda uji (cm)

L(aw) = Panjang awal benda uji (cm)

e. Pengujian Komposisi Kimia Semen

Pengujian komposisi kimia dapat dilakukan dengan menggunakan XRF.

Pengujian komposisi kimia bertujuan untuk mengetahui komposisi yang

18

terkandung didalam semen. Komposisi yang terkandung didalam semen akan

mempengaruhi kualitas semen yang akan dibuat.

f. Kuat Tekan Mortar

Kuat tekan merupakan sifat yang paling penting bagi mortar ataupun beton.

Kuat tekan mortar pada dasarnya adalah sebuah fungsi dari volume pori/rongga

dari mortar itu sendiri. Pengujian kuat tekan mortar dilakukan untuk mengetahui

kuat tekan hancur dari benda uji. Kuat tekan dipengaruhi oleh komposisi mineral

utama. Umumnya kuat tekan diukur pada hari ke 28. Faktor-faktor yang

mempengaruhi kuat tekan ialah:

1) Kualitas semen

2) Kualitas selain semen (kualitas air, kualitas agregat halus dan kualitas

additive)

Kuat tekan mortar dapat diperoleh dengan persamaan:

Fc’ = F/A

Dimana:

Fc’= Kuat tekan (Kg/cm2)

F = Beban maksimum (Kg)

A = Luas bidang Permukaan (cm2)

g. Kuat Tarik

Kuat tarik mortar pada dasarnya adalah sebuah fungsi dari volume

pori/rongga dari mortar itu sendiri. Pengujian kuat tarik mortar dilakukan untuk

mengetahui kuat tarik hancur dari benda uji. Kuat tarik benda uji dapat diperoleh

dengan persamaan:

19

Dimana:

= kuat tarik (N/m2)

F = beban maksimum (N)

A = luas bidang pergerakan (m2)

h. Penyerapan Air

Penyerapan air yang dimaksudkan dalam penelitian ini adalah kemampuan

benda uji mortar menyerap air. Semakin banyak penyerapan air yang terdapat

pada mortar maka semakin rendah kekuatannya, begitu pula sebaliknya. Adapun

besarnya penyerapan air dapat diperoleh dengan persamaan:

Penyerapan Air (%) = mb−mk

mk x 100 %

Dimana:

mb = berat benda uji dalam keadaan keadaan basah (g)

mk = berat benda uji dalam keadaan kering (g)

i. Porositas

Porositas yang dimaksudkan dalam penelitian ini adalah jumlah porositas

yang terbentuk dalam benda uji mortar. Semakin banyak porositas yang terdapat

pada mortar maka semakin rendah kekuatannya, begitu pula sebaliknya. Besarnya

porositas dapat diperoleh dengan persamaan:

Porositas = mb−mk

Vb x 1

ρair x 100%

Dimana:

Mb = berat benda uji dalam keadaan basah (g)

20

Mk = berat benda uji dalam keadaan kering (g)

Vb = volume benda uji (cm3)

ρair = massa jenis air (1 gr/cm3)

F. PENYELESAIAN MASALAH

Untuk meminimalisir kemungkinan terjadinya emisi gas CO2, maka dapat diatasi

dengan pencampuran biomassa dan batubara sebagai bahan bakar untuk industri

pengolahan semen. Tujuannya adalah untuk mengurangi pemakaian batubara yang

berdampak buruk terhadap lingkungan yang dapat menimbulkan berbagai macam polusi.

Selain itu, dengan pemakaian biomassa sebagai bahan bakar juga dapat menambah nilai

guna sampah disamping menghemat biaya produksi untuk perolehan bahan bakar.

Permasalahan yang ada dilapangan selanjutnya dipelajari dan dikaji berdasarkan

data yang ada dan ditunjang dengan berbagai teori dari literatur kemudian dicari

alternatif penyelesaiannya.

G. METODOLOGI PENELITIAN

1. Jenis Penelitian

Jenis penelitian ini termasuk jenis penelitian kuantitatif. Dikarenakan menurut

Sugiono (2008:14) metode penelitian kuantitatif adalah: “Metode penelitian yang

berlandaskan pada filsafat positivisme, digunakan untuk meneliti pada populasi atau

21

sampel tertentu. Pengumpulan data menggunakan instrument penelitian, analisis data

bersifat kuantitatif / statistik dengan tujuan untuk menguji hipotesis yang telah

ditetapkan”.

Penelitian ini menggunakan data yang dikumpulkan bersifat kuantitatif atau

dapat dikuantitatifkan. Selain metode penelitian kuantitaif penulis juga

menggunakan metode penelitian terapan. Dikarenakan menurut A. Muri Yusuf

(2005:102) metode penelitian terapan adalah “Suatu kegiatan yang sistematis dan

logis dalam rangka menemukan sesuatu yang baru atau aplikasi baru dari penelitian-

penelitian yang telah pernah dilakukan selama ini.

2. Variabel Penelitian

Menurut Sugiono (2008:61), Variabel penelitian merupakan suatu atribut atau

sifat dari atau nilai dari orang, objek atau kegiatan yang mempunyai variasi tertentu

yang ditetapkan oleh peneliti untuk dipelajari dan kemudian ditarik kesimpulannya.

Adapun yang menjadi objek penelitian ini adalah analisis kualitas semen yang

dibakar dengan menggunakan batubara dan campuran batubara dengan biomassa

untuk semen portland tipe 1 di PT. Semen Padang.

3. Instrumentasi Penelitian

Adapun instrumen (peralatan) yang dibutuhkan selama penelitian ini adalah

sebagai berikut:

a. Bahan bakar alternatif (sekam padi dan ampas tebu)

b. Stopwatch

c. Peralatan laboratorium untuk uji kualitas semen

d. Komputer / laptop

4. Teknik Pengumpulan Data

22

Teknik yang dilakukan dalam pengumpulan data adalah pengambilan secara

langsung kelapangan / perusahaan tambang. Urutan pengumpulan data adalah

sebagai berikut:

a. Studi literatur, berupa data perusahaan perpustakaan dan laporan penelitian

terlebih dahulu.

b. Pengambilan data primer

Data primer yaitu data yang dikumpulkan dengan melakukan pengamatan,

dan pengukuran langsung dilapangan. Pengamatan dan pengukuran dilakukan

dengan cara:

1) Melakukan pembakaran semen menggunakan batubara dan campuran

batubara dengan biomassa.

2) Membandingkan kualitas dan durasi pembakaran terhadap kedua semen yang

dihasilkan dari bahan bakar yang berbeda tersebut.

3) Mengambil data tentang biaya operasi untuk pembakaran per satu ton semen.

c. Pengambilan data sekunder

Data sekunder adalah data yang dikumpulkan berdasarkan literature dari

berbagai referensi seperti:

1) Peta lokasi dan kesampaian daerah

2) Peta geologi

3) Peta statigrafi daerah penambangan

4) Data-data yang berhubungan dengan pengolahan semen.

d. Keakuratan akuisisi data

Akuisisi data ini bertujuan untuk:

1) Mengumpulkan dan mengelompokkan data untuk memudahkan analisis

nantinya.

23

2) Mengolah nilai karakteristik data-data yang mewakili subjek pengamatan

5. Teknik Analisis Data

Teknik yang dilakukan dalam analisa data yaitu dengan menggabungkan

antara teori dengan data-data lapangan, baik itu data primer maupun data sekunder.

Sehingga dari keduanya didapat penyelesaian masalah. Pengolahan data (data primer

dan data sekunder), diolah dengan melakukan analisis laboratorium, kemudian

perbandingan waktu yang direkam oleh stopwatch, termasuk perbandingan biaya

untuk perolehan kedua bahan bakar tersebut. Data-data aktual ini kemudian

dibandingkan untuk memilih bahan bakar terbaik untuk pabrik pengolahan semen.

24

MULAI

ORIENTASI LAPANGAN

PENGUMPULAN DATA

DATA SKUNDER

1. Perbandingan biaya kedua bahan bakar

DATA PRIMER

1. Kualitas semen dengan bahan bakar yang berbeda

2. Perbandingan lama waktu pembakaran.

Menentukan perbedaan kualitas, lama waktu

pembakaran dan kebutuhan biaya

Melakukan analisis

laboratorium

STUDI LITERATUR

H. DIAGRAM ALIR PENELITIAN

I. TEMPAT PENELITIAN

Tempat penelitian tugas akhir adalah di PT. Semen Padang, Kelurahan Indarung,

Kecamatan Lubuk Kilangan , Kota Padang, Provinsi Sumatera Barat.

J. WAKTU PELAKSANAAN

Penelitian tugas akhir dilaksanakan pada tanggal 7 April 2016 sampai 7 Juni

2016.

Tabel 4. Jadwal Kegiatan Penelitian

25

Membandingkan lamanya waktu

pembakaran dan biaya yang dibutuhkan

PEMBAHASAN

Gambar 5. Diagram Alir Penelitian

Kesimpulan dan Saran

No KegiatanMinggu ke-

1 2 3 4 5 6 7 8

1 Orientasi Lapangan        

2 Pengumpulan Data        

3 Pengolahan Data        

4

Penyusunan Laporan

dan Presentasi     

 

26