rangkuman tekton bab 2

7/22/2019 Rangkuman Tekton BAB 2

1/11

BAB 2

SEMEN

Beton umumnya tersusun dari tiga bahan penyusun utama, yaitu semen, agregat dan air.Jika diperlukan diberi tambahan (admixture) untuk mengubah sifat-sifat tertentu dari beton yang

bersangkutan.

Semen merupakan bahan campuran yang secara kimiawi aktif setelah berhubungan

dengan air. Agregat berfungsi sebagai pengisi mineral yang dapat mencegah perubahan volume

beton setelah pengadukan dan memperbaiki keawetan.

Umumnya, beton mengandung rongga udara sekitar 1-2%, pasta semen sekitar 25-40%,

dan agregat sekitar 60-75%.

2.1 Sejarah Semen

Beton mulai ditinggalkan orang seiring mundurnya kerajaan Romawi. Sekitar tahun

1970, J.Smeaton dari Inggris menemukan kapur yang mengandung lempung dan dibakar akan

mengeras dalam air. Bahan ini mirip dengan yang digunakan oleh Bangsa Romawi.

Selanjutnya J.Parker menyelidiki lebih lanjut guna kepentingan komersial. Bahan

tersebut digunakan sekitar awal abad ke-19 di Inggris dan kemudian di Prancis. Karya konstruksi

pertama dikerjakan tahun 1816 di Soillac, Pramcis berupa jembatan yang dibuat dengan beton

tanpa tulangan. Nama semen Portland (Portland Cement) diusulkan oleh Joseph Aspdin pada

tahun 1842 karena campuran air, pasir dan batu-batuan yang bersifat pozollan dan berbentuk

bubuk ini pertama kali diolah di Pulau Portland, dekat pantai Dorset, Inggris. Semen Portland

pertama kali diproduksi di pabrik oleh David Saylor di Coplay Pennsylvania, Amerika Serikat

tahun 1875.

Indonesia telah memiliki banyak pabrik semen Portland modern mutu internasional,

antara lain:

1) Pabrik semen Indarung yang memproduksi Semen Padang di Padang, Sumatera Barat sertapabrik semen Baturaja yang memproduksi semen Tiga Gajah. Keduanya terletak di

Sumatera.

2) Pabrik Semen Gresik, Semen Cibinong, Semen Tiga Roda, dan Semen Nusantara di Jawa.3) Pabrik Semen Tonasa di Sulawesi.


2/11

2.2 Jenis Semen

Semen dapat dibedakan dalam dua kelompok, yaitu semen non-hidrolik dan semen

hidrolik.

2.2.1 Semen non-hidrolik

Semen non-hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras dalam air, akan tetapi dapat

mengeraas di udara. Contoh utama dari semen non-hidrolik adalah kapur.

Kapur dihasilkan oleh proses kimia dan mekanis alam. Kapur digunakan sebagai bahan

adukan dan plesteran untuk bangunan. Orang-orang Romawi dan Yunani menggunakan kapur

sebagai bahan pengikat dengan cara mencampur kapur dengan abu gunung yang diperoleh dekat

Pozzouli, Italia dan mereka namai Pozollan.

Kini kapur digunakan dalam bidang pertanian, imdustri kimia, industri karet, industri

kayu, industri farmasi, industri baja, industri gula, dan industri semen.

Jenis kapur yang baik adalah kapur putih, yaitu yang mengandung kalsium oksida yang

tinggi ketika masih berbentuk kapur tohor (belumm berhubungan dengan air) dan akan

mengandung banyak kalsium hidroksida ketika telah berhubungan dengan air. Kapur tersebut

dihasilkan dengan membakar batu kapur bersama beserta bahan-bahan pengotornya dengan

reaksi kimia sebagai berikut.

Kalsium oksida yang terbentuk disebut kapur tohor, dan jika berhubungan dengan air

akan menjadi kalsium hhidroksida serta panas. Reaksi kimianya adalah:

Proses ini dinamakan proses mematikan kapur (slaking) dan hasilnya kalsium hidroksida

disebut kapur mati.

Kapur mati didapatkan dengan menambahkan air secukupnya (sekitar sepertiga berat

kapur tohor). Dempul kapur diperoleh dengan menambahkan air berlebihan pada kapur tohor.

Kapur putih cocok untuk menjernihkan plesteran langit-langit, untuk mengapur kamar-

kamar yang tidak penting dan garasi, atau untuk membasmi kutu-kutu dalam kandang. Jika

digunakan sebagai bahan tambah campuran beton, kapur putih akan menambah kekenyalan dan

memperbaiki sifat pengerjaan beton. Dengan menggunakan campuran 1:3, kapur putih dapat

memperbaiki permukaan beton yang tidak mengandung pori-pori. Kapur putih merupakan


3/11

komponen utama dari bata yang terbuat dari pasir dan kapur. Kekuatan kapur sebagai bahan

pengikat hanya dapat mencapai sepertiga kekuatan semen Portland.

2.2.2 Semen hidrolik

Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras dalamair. Contoh

semen hidrolik antara lain kapur hidrolik, semen pozollan, semen terak, semen alam, semen

Portland, semen Portland pozollan, semen Portland terak tanur tinggi, semen alumina dan semen

expansif. Contoh lainnya adalah semen Portland puutih, semen warna, dan semen-semen untuk

keperluan khusus.

2.2.2.1 Kapur hidrolik

a) BahanSebagian besar (65-75%) bahan kapur hidrolik terbuat dari batu gamping, yaitu kalsium

karbonat beserta bahan pengikutnya berupa silica, alumina, magnesia dan oksida besi.

b) Cara pembuatanKapur hidrolik dibuat dengan cara membakar batu kapur yang mengandung silica dan

lempung sampai ,emjadi klinker dan mengandumg cukup kapur dan silikat untuk

menghasilkan kapur hidrolik.

c) Produksi Kapur di IndonesiaBahan mentah yang biasa dipakai sebagai bahan pozollan yang terdapat di Indonesia

umumnya berupa teras bahan, misalnya batu apaung yang dihasilkan dari magma gunung

berapi yang mati.

Secara sederhana, kapur hidrolik dapat dihasilkan dengan menghamparkan beberapa

kilogram kapur tohor dan kemudian memercikkan air secukupnya. Jika dilaksanakan dengan

baik dan seksama, akan didapatkan kapur mati yang baik. Jika dikehendaki hasil yang besar,

sekitar 10-50 ton, hal itu perlu dilakukan dalam pabrik atau industry pengolahan batu kapur.

d) Sifat-sifat Kapur HidrolikKapur hidrolik memperlihatkan sifat hidroliknya, namun tidak cocok untuk bangunan-

bangunan air, Karen membutuhkan udara yang cukup untuk mengeras. Sifat umum kapur

adalah sbb:


4/11

1) Kekuatannya rendah2) Berat jenis rata-rata 1000 kg/m33) Tidak menunjukkan pelapukan4) Dapat terbawa arusPerawatan kapur hidrolik dimulai setelah satu jam dan diakhiri setelah lima belas jam.

Penggunaanya antara lain untuk adukan tembok, lapisan bawah plesteran, plesteran akhir, bahan

pencampur semen dan sebagai bahan tambah jika beton akan diekspos.

2.2.2.2 Semen Pozollan

Pozollan adalah jenis bahan yang mengandung silisium atau aluminium, yang tidak

mempunyai sifat penyemenan. Semen pozollan adalah bahan ikat yang mengandung silica

amorf, yang apabila dicampur dengan kapur akan membentuk benda padat yang keras. Bahan

yang mengandung pozollan adalah teras, semen merah, abu terbang, dan bubukan terak tanur

tinggi (SK.SNI T-15-1990-033:2)

Teras alam dapat dibagi menjadi:

1) Batu apung, obsidian, scoria, tuff, Santorin, dan teras yang dihasilkan dari batuan vulkanik.2) Teras yang mengandung silika amorf halus yang tersebar dalam jumlah banyak dan dapat

bereaksi dengan kapur jika dibubuhi air serta membentuk silikat yang mempunyai sifat

hidrolik.3) Teras buatan, meliputi abu batu, abu terbang dari hasil residu PLTU dan hasil tambahan dari

pengolahan bijih bauksit.

2.2.2.3 Semen Terak

Semen terak adalah semen hidrolik yang sebagian besar terdiri dari suatu campuran

seragam serta kuat dari terak tanur kapur tinggi dan kapur tohor. Jenis semen terak ada dua,

yaitu:

1) Bahan yang dapat digunakan sebagai kombinasi Portland cement dalam pembuatan betondan sebagai kompinasi kapur dalam pembuatan adukan tembok.

2) Bahan yang mengandung bahan pembantu berupa udara, yang digunakan seperti halnya jenispertama.


5/11

Semen terak dibuat melalui proses penggilingan, yang menyebabkan terak bersifat

hidrolik, sekaligus berkurang jumlah sulfatnya yang dapat merusak.

Semen terak tidak begitu penting dalam struktur beton, tetapi cukup menguntungkan jika

digunakan untuk pekerjaan yang besar yang tidak begitu mementingkan aspek kekuatan. Karena

kadar alkali yang rendah semen terak tidak memperlihatkan noda0noda kadar alkali sehingga

dapat digunakan untuk pekerjaan yang khusus.

2.2.2.4 Semen Alam

Semen alam dihasilkan melalui pembakaran batu kapur yang mengandung lempung pada

suhu lebih rendah dari suhu pengerasan. Semen alam dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:

1). Semen alam yang digunakan bersama-sama dengan Portland cement dalam suatu konstruksi,

dan 2). Semen alam yang telah dibubuhi bahan pembantu, yaitu udara, yang fungsinya sama

dengan jenis pertama.

Cara Pembuatan

Semen alam dibuat dengan cara membakar lempung batu kapur, setelah itu kapur

dibasahi dengan air untuk mematikan kapur dan menghilangkan kapur bebas. Hasil

pembekuannya disebut klinker. Klinker tersebut digiling menjadi butiran halus.

Semen alam tidak boleh digunakan ditempat yang langsung terekspos perubahan cuaca,

tetapi dapat digunakan dalam adukan beton untuk konstruksiyang tidak memerlukan kekuatan

tinggi.

2.2.2.5 Semen Portland

Semen Portland adalah bahan yang paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton.

Menurut ASTM C-150,1985, semen Portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang

dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang ummnya

mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling

bersama-sama dengan bahan utamanya. Semen Portland yang digunakan di Indonesia harus

memenuhi syarat SII.0013-18 atau Standar Uji Bahan Bangunan Indonesia 1986.

Semen yang digunakan untuk pekerjaan beton harus disesuaikan dengan rencana

kekuatan dan spesifikasi teknik yang diberikan. Pemilihan tipe semen ini kelihatannya mudah

dilakukan karena semen dapat langsung diambil dari sumbernya (pabrik). Hal itu hanya benar


6/11

jika standar deviasi yang ditemui kecil, sehingga semen berasal dari beberapa sumber dapat

digunakan.

Fungsi utama semen adalah mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa

padat dan mengisi rongga-rongga udara diantara butir-butir agregat, oleh karena itu peranan

semen sangat penting.

a) Proses pembuatan semen PortlandPembuatan semen Portland dilaksanakan melalui beberapa tahap, yaitu:

(1)Penambangan di quarry(2)Pemecahan di chorusing plant(3)Penggilingan (blending)(4)Pencampuran bahan-bahan(5)Pembakaran (ciln)(6)Penggilingan kembali hasil pembakaran(7)Penambahan bahan tambah (gipsum)(8)Pengikatan (packing plant)

Proses pembuatan semen Portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu proses basah dan

proses kering.

b) Proses basahPada proses basah, sebelum dibakar bahan dicampur dengan air (slurry) dan digiling

hingga berupa bubur halus. Proses basah umumnya dilakukan jika yang diolah merupakan

bahan-bahan lunak seperti kapur dan lempung.

c) Proses keringProses kering bias any adigunakan untuk jenis batuan yang lebih keras misalya untuk

batu kapur jenis shale. Pada proses ini bahan dicampur dan digiling dalam keadaan kering

menjadi bubuk kasar.

Proses basah

Bagian digiling

Dan dicampur dengan air

Bubur halus

Proses kerin

Bagian dicampur

Digiling

Bubur kasar

Tanur semen (1400C)

Klinker Semen Portland

Granulasi (udara dingin atau air)

Klingker+bahan campur (gipsum)


7/11

d) Sifat dan karakteristik semen PortlandSifat-sifat semen portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sifat fisika dan sifat kimia.

(1)Sifat fisika semen Portland Kehalusan buti r (f ineness)

Waktu pengikatan menjadi semakin lama jika butir semen lebih kasar. Semakin halus

butiran semen, proses hidrasinya semakin cepat, sehingga kekuatan awal tinggi dan

kekuatan akhir berkurang. Kehalusan butir semen yang tinggi dapat mengurangi

naiknya air ke permukaan, tetapi menambah kecenderungan beton untuk menyusut

lebih banyak dan mempermudah retak susut.

Kepadatan (density)Berat jenis semen yang disyaratkan oleh ASTM adalah 3.15 Mg/m

3. Pada

kenyataannya, berat jenis semen yang diproduksi berkisar antara 3.05 Mg/m3 sampai

3.25 Mg/m3. Variasi ini berpengaruh pada proporsi campuran semen dalam

campuran.

KonsistensiKonsistensi semen portland lebih banyak berpengaruhnya pada saat pencampuran

awal, yaitu pada saat terjadi pengikatan sampai pada saat beton mengeras.

Waktu pengikatanWaktu ikat iala waktu yang dibutuhkan semen untuk mengeras, terhitung dari mulaibereaksi dengan air dan menjadi pasta semen hingga pasta semen cukup kaku

menahan tekanan. Waktu ikat semen dibedakan menjadi dua: 1). Waktu ikat awal

(initial setting time) yaitu waktu dari pencampuran semen dengan air menjadi pasta

semen hingga hilangnya sifat keplastisan, berkisar 1-2 jam, tapi tidak boleh kurang

dari 1 jam, 2). Waktu ikatan akhir (final setting time) yaitu waktu antara terbentuknya

pasta semen hingga beton mengeras, waktunya tidak boleh lebih dari 8 jam.

Panas hidrasiPanas hidrasi adalah panas yang terjadi pada saat semen bereaksi dengan air,

dinyatakan dalam kalori/gram. Dalam pelaksanaan, perkembangan panas ini dapat

mengakibatkan masalah yakni timbulnya retakan pada saat pendinginan. Oleh karena

itu perlu dilakukan perawatan (curing) pada saat pelaksanaan. Untuk semen biasa,


8/11

panas hidrasi bervariasi mulai 37 kalori/gram pada temperature sekitar 5C hingga 80

kalori/gram pada temperature 40C.

Perubahan volume (kekalan)Kekalan pasta semen yang telah mengeras merupakan suatau ukuran yang

menyetakan kemampuan pengembangan bahan-bahan campurannya dan kemampuan

untuk mempertahankan volume setelah pengikatan terjadi.

Kekuatan tekanKekuatan tekan semen diuji dengan cara membuat mortar yang kemudian ditekan

sampai hancur. Contoh smen yang akan diuji dicampur dengan pasir silika dengan

perbandingan tertentu kemudian dibentuk menjadi kubus-kubus berukuran 5x5x5 cm.

setelah berumur 3, 7, 14 dan 28 hari dan mengalami perawatan dengan perendaman,

benda uji tersebut diuji kekuatan tekannya. Perkembengan kekuatan tekan untuk

mortar dan beton yang menggunakan berbagai jenis semen.

(2)Sifat dan karakteristik kimia semen portland(a)Senyawa kimi aSecara garis besar, ada empat senyawa kimia utama yang menyusun semen portland,

yaitu:

Trikalsium Silikat (3CaO.SiO2) yang disingkat menjadi C3S. Dikalsium Silikat (2CaO.SiO2) yang disingkat menjadi C2S. Trikalsium Aluminat (3CaO.Al2O3) yang disingkat menjadi C3A. Tetrakalsium aluminoferrit (4CaO. Al2O3.Fe2O3) yayng disingkat menjadi C4AF.Kandungan senyawa yang terdapat dalam semen akan membentuk karakter dan jenis

seman. Peraturan Beton 1989 (SKBI.1.4.53.1989), membagi semen portland menjadi

lima jenis, yaitu:

Tipe I, semen portland yang dalam penggunaanya tidak memerlukan persyaratankhusus seperti jenis-jenis lainnya.

Tipe II, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahan terhadapsulfat dan panas hidrasi sedang.


9/11

Tipe III, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan awalyang tinggi dala fase permulaan setelah pengikatan terjadi.

Tipe IV, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan panas hidrasi yangrendah.

Tipe V, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan yangtinggi terhadap sulfat.

(b)Sifat kimia Kesegaran semen

Kehilangan berat dari semen merupakan ukuran kesegaran dari semen. Pemeriksaan

kesegaran semen dilakukan dengan cara mengambil satu gram semen dan

menempatkannya dalam platina bertemperatur 900-1000C, selama 15 menit. Dalam

keadaan normal, akan terjadi kehilangan berat sekitar 2%(batas maksimum sekitar

4%)

Sisa yang Tak Larut (I nsoluble Residue)Sisa bahan yang tak habis bereaksi adalah sisa bahan tak aktif yang terdapat pada

semen. Semakin sedikit sisa bahan ini, semakin baik kualitas semen. Jumlah

maksimum sisa tak larut yang dipersyaratkan adalah 0,85%.

Panas Hidrasi SemenHidrasi terjadi jika semen bersentuhan dengan air. Selama proses hidrasi berlangsung,

akan keluar panas yang dinamakan panas hidrasi. Setelah hidrasi berlangsung,

endapan pada permukaan butiran semen akan menyebabkan difusi air ke bagian

dalam yang belum terhidrasi semakin sulit sehingga proses hidrasi menjadi lambat.

Kekuatan Pasta Semen dan F aktor Ai r r Semen (FAS)Pada dasarnya jumlah air yang dibutuhkan untuk proses hidrasi adalah 25% dari berat

semen. Jika air yang digunakan kurang dari 25%, maka kelecakan atau kemudahan

dalam pengerjaan tidak akan tercapai.

Beton yang memiliki workability didefinisikan sebagai beton yang dapat dengan

mudah dikerjaan atau dituangkan ke dalam cetakan dan dapat dengan mudah

dibentuk. Kekuatan beton akan turun jika air yang ditambahkan ke dalam campuran


10/11

semakin banyak. Karena itu perlu penambahan air harus dilakukan sedikit demi

sedikit sampai nilai maksimum yang tercantum dalam rencana tercapai.

Faktor air semen (FAS) adalah indicator yang penting dalam perancangan campuran

beton. Faktor air semen adalah berat air dibagi dengan berat semen, yang dituliskan

sbb.

FAS yang rendah menyebabkan air yang berada di antara bagian-bagian semen

sedikit dan jarak antara butiran-butiran semen menjadi pendek. Akibatnya, massa

semen lebih menunjukkan keterkaitannya (kekuatan awal lebih berpengaruh). Jika

faktor air semen semakin besar, kekuatan tekan akan menurun.

(3)Syarat mutu semen portlandDi Indonesia, syarat mutu yang dipergunakan adalah SII.0013-18, Mutu dan Cara

Uji Semen Portland. Syarat mutu yang ditetapkan oleh SII ini diadopsi dari syarat mutu

ASTM C-150.

2.2.2.6 Semen Portland Pozollan

Semen Portland Pozollan adalah campuran semen portland dan bahan-bahan yang

bersifat pozollan seperti terak tanur tinggi hasil residu PLTU. Semen jenis ini biasanya

digunakan untuk beton yang diekspos terhadap sulfat. Menurut SNI T-15-1990-03, semen

portland-pozollan dihasilkan dengan mencampurkan bahan semen portland dan pozollan dengan

kandungan SiO2+Al2O3+Fe2O3dalam pozollan minimum 70%.

Konstruksi sipil yang menggunakan semen portland pozollan sebagai bahan ikat harus

memenuhi syarat SII 0132 Mutu dan Cara Uji Semen Portland Pozollan atau syarat ASTM

C.595-82, yaitu Spesification for Blend Hydraulic Cement.

2.2.2.7 Semen Putih

Semen putih adalah semen portland yang kadar oksida besinya rendah, kurang dari 0.5%.

bahan baku yang digunakan harus kapur murni, lempung putih yang tidak mengandung oksida

besi dan pasir silika. Semen putih digunakan untuk membuat siar ubin/keramik dan benda yang


11/11

lebih banyak nilai seninya, tetapi biasanya tidak digunakan untuk bangunan struktur. Semen

putih telah diproduksi secara missal di pabrik.

2.2.2.8 Semen Alumina

Semen alumina dihasilkan melalui pembakaran batuu kapur dan bauksit yang telah

digiling halus pada temperature 1600C. Hasil pembakaran tersebut berbentuk klinker dan

selanjutnya dihaluskan hingga menyerupai bubuk.

Semen alumina mempunyai kekuatan awal yang tinggi, tahan terhadap serangan asam dan

garam-garam sulfat dan tahan api. Akan tetapi, jika dipergunakan pada suhu lebih dari 29C,

kekuatannya berangsur-angsur akan berkurang. Oleh karena itu, jenis semen ini hanya dapat

dipergunakan untuk negara yang mempunyai musim dingin.

2.3 Penyimpanan Semen

Semen harus terbebas dari dari bahan kotoran dari luar. Semen dalam kantong harus

disimpan dalam gudang tertutup, terhindar dari basah dan lembab, dan tidak tercampur dengan

bahan lain. Semen dari jenis yang berbeda harus dikelompokkan sedemikian rupa untuk

mencegah tertukarnya jenis semen satu dengan yang lain. Urutan penyimpanan harus diatur

sehingga semen yang lebih dulu masuk gudang harus terpakai lebih dahulu. Apabila semen telah

disimpan terlalu lama, perlu dibuktikan dulu bahwa semen tersebut memenuhi syarat sebelumdipakai.

Untuk menghindari pecahnya kantong semen, tinggi maksimum timbunan zak semen

adalah 2 meter atau sekitar 10 zak. Jarak bebas antara bidang dinding dengan semen sekitar 50

cm, sedangkan jarak bebas antara lantai dan semen sekitar 30 cm.

rangkuman tekton bab 2

Documents