1.5.7 Konstitusi pasta semen terhidrasi

Menggunakan teknik yang dijelaskan di atas adalah mungkin untuk menentukan secara

kuantitatif fase dibentuk sebagai semen portland hidrat (Taylor, Mohan dan Moir, 1985).

Contoh tipikal diberikan dalam Tabel 1.5. Hal ini dapat dilihat bahwa saat fase dominan

(berdasarkan volume) adalah C-S-H dengan jumlah yang kurang lebih sama dengan kalsium

hidroksida dan monosulfate. Ini proporsi hidrat yang berubah secara signifikan ketika semen

Portland dicampur atau digiling dengan pozzolanas (seperti fly ash) atau slag blastfurnace pasir.

Reaksi-reaksi dan produk hidrasi dibahas secara singkat dalam bagian 1.6.2.

1.6 jenis semen Portland

1.6.1 Standar

Semua negara maju memiliki standar mereka sendiri untuk semen nasional. standar-

standar ini menentukan komposisi semen yang diperkenankan dan menetapkan

persyaratan kinerja untuk properti seperti pengaturan waktu dan perkembangan kuat

tekan. Mereka juga menggambarkan tes prosedur yang akan digunakan untuk menentukan

komposisi semen dan sifat semen. Meskipun sekarang agak ketinggalan zaman, terutama

dalam kaitannya dengan standar di Negara-negara Eropa, publikasi oleh Cembureau, (1991)

memberikan tinjauan berbagai jenis semen yang diproduksi di seluruh dunia. Dalam,

standar semen nasional masa lalu di banyak negara telah sangat dipengaruhi oleh yang

dikembangkan di Inggris dan diterbitkan oleh British Standards Institution (BSI) dan yang

dikembangkan di Amerika Serikat dan diterbitkan oleh American Society untuk Pengujian

dan Material (ASTM).

Pada tahun 1991 The BSI diterbitkan standar semen revisi, yang berkaitan erat dengan

Standar rancangan Eropa untuk Semen Umum. Standard Eropa ini (EN 197-1) diadopsi pada

tahun 2000 oleh negara-negara Eropa berikut: Austria,Belgia, Denmark, Finlandia, Perancis,

Jerman, Yunani, Islandia, Irlandia, Italia, Luksemburg, Norwegia, Portugal, Spanyol, Swedia,

Swiss dan Inggris. Tujuan standar ini (kesamaan dengan standar untuk bahan lainnya)

adalah untuk menghilangkan hambatan untuk perdagangan. Untuk memenuhi tujuan ini,

ada standar nasional di negara-negara di atas ditarik pada tahun 2002. Dapat diharapkan

bahwa standar Eropa dan mendukung standar metode uji (EN 196) dan untuk penilaian

kesesuaian (EN 197-2) akan memiliki pengaruh yang kuat pada standar semen di masa

depan.

1.6.2 Jenis Semen Utama

Jenis umum

Tabel 1.6 merangkum jenis generik utama semen Portland yang diproduksi

dibanyak negara. Uraian yang diberikan dalam tabel adalah sangat umum. Nasional (dan

daerah) standar memiliki batasan khusus untuk isi alami dan mungkin ada beberapa

perbedaan 'sub-jenis' semen dengan berbagai tingkat fly ash pembangkit listrik dan

blastfurnace terak dan bahkan campuran dari slag, fly ash dan batu gamping. Dalam bab

ini komposit jangka diterapkan untuk semua semen yang mengandung bahan pengganti

klinker (selain di bawah umur alami tambahan).

Jenis Semen Portland Murni

Tabel 1.7 membandingkan komposisi kimia yang khas abu-abu normal, sulfat-

menolak dan putih Portland semen. Banyak negara memiliki spesifikasi nasional untuk

sulfateresisting Semen Portland (misalnya BS 4027, ASTM C150 Tipe V, Perancis jenis

BPA-ES). Komite Eropa yang bertanggung jawab untuk standardisasi semen belum

mampu mencapai perjanjian pada tingkat C3A maksimum yang diperlukan untuk

memastikan ketahanan sulfat dan sulfateresistant Semen portland tidak diakui sebagai

jenis semen yang terpisah dalam EN 197-1. Standar maksimum yang diijinkan tingkat

C3A (dihitung dengan metode Bogue) dalam BS 4027 adalah 3,5% dan dalam ASTM C

150 (Tipe V) 5%.

Sulfat-menolak klinker secara normal yang diproduksi dalam produksi relatif

singkat berjalan oleh rotary kiln, yang juga memproduksi klinker abu-abu konvensional.

Yang sering mengganggu proses produksi normal dan memiliki efek buruk pada masa

hidup refraktori bata. Sulfat-menolak beton juga dapat diproduksi dengan memastikan

tingkat yang sesuai lalat abu atau terak blastfurnace. Hal ini dapat dicapai baik dengan

membeli dipabrik produksi semen atau dengan campuran fly ash atau terak tanah

dengan semen. Inggris saat ini memerlukan minimal 25 % abu terbang atau 70%

blastfurnace terak, berat kombinasi. Produksi klinker semen putih memerlukan

pemilihan yang cermat dari material dan bahan bakar untuk memastikan isi minimal

oksida besi dan oksida pewarna lainnya seperti kromium, mangan dan tembaga. Untuk

mencapai warna terbaik klinker biasanya dihentikan dalam kondisi di mana ada

kekurangan sedikit oksigen yang dihasilkan dari pengurangan oksida untuk oksidasi lebih

rendah, yang memiliki efek kerugian lebih rendah, dan klinker didinginkan cepat dengan

air untuk mencegah oksidasi. Semua langkah-langkah ini meningkatkan biaya produksi

dan semen putih dijual dengan harga yang lebih dari semen Portland abu-abu.

Semen Komposit

Semen komposit, semen di mana proporsi klinker semen Portland telah digantikan

oleh industri, seperti pasir terak blastfurnace (GBS) dan kekuasaan stasiun abu terbang

(juga dikenal sebagai bubuk bahan bakar abu atau PFA), beberapa jenis vulkanik bahan

(pozzolanas alam) atau batu kapur. Para GBS, fly ash dan pozzolanas alam bereaksi

dengan produk hidrasi semen Portland, menghasilkan hidrat tambahan, yang

memberikan kontribusi positif terhadap pembangunan kekuatan beton dan ketahanan.

(Massazza, 1988; Moranville-Regourd, 1988). Sebaliknya, tanah kapur halus, sementara

tidak hidrolik aktif, memodifikasi hidrasi mineral klinker. Hal ini diperkenalkan untuk

membantu dalam pengendalian kekuatan semen dan karakteristik workability.

Di beberapa negara Eropa, khususnya Belgia, Perancis, Belanda dan Spanyol,

jumlah semen komposit yang dihasilkan melebihi semen Portland 'murni'. Menurut

statistik yang disediakan oleh asosiasi dari produsen Eropa semen (Cembureau) proporsi

rata-rata semen Portland 'murni' di negara-negara Uni Eropa adalah 38% pada tahun

1999 sisanya semen komposit. Proporsi semen komposit di Inggris pada saat ini jauh

lebih rendah, dan Inggris juga berbeda dari negara-negara Eropa lainnya dalam

penambahan tanah blastfurnace terak butiran (ggbs) dan fly ash pada beton mixer yang

didirikan. Rincian lebih lanjut diberikan dalam bagian 1.6.4. Saat ini (2002), meskipun

ada variasi regional, sebagian besar campuran beton yang diproduksi di Inggris

mengandung baik ggbs (di tingkat ~ 50%) atau abu terbang (pada~ 30% tingkat).

Penggantian sebagian energi-intensif klinker oleh industri atau bahan alami tidak hanya

memiliki keuntungan lingkungan tetapi juga berpotensi untuk menghasilkan beton

dengan sifat yang lebih baik termasuk daya tahan jangka panjang. Karakteristik dari

konstituen semen komposit dirangkum dalam Tabel 1.8.

Bahan pozzolanat mengandung reaktif (biasanya dalam bentuk seperti kaca) silika

dan alumina, yang mampu bereaksi dengan kalsium hidroksida yang dirilis oleh

hydrating semen, untuk menghasilkan tambahan C-S-H hidrat kalsium aluminat hidrat

dan. Reaksi ini jauh lebih lambat dari hidrasi silikat klinker dan pengembangan kekuatan

pozzolanik semen lebih lambat dibandingkan dengan semen Portland murni. Kekuatan

utamanya mungkin lebih tinggi daripada beton semen Portland murni. C-S-H terbentuk

memiliki Ca lebih rendah: Si rasio daripada yang ditemukan dalam murni semen

Portland (~ 1,2 cf 1,7). Sifat tambahan dan faktor yang menentukan kinerja mereka yang

terakhir di rinci dalam Bab 3.

Fly ash memiliki keuntungan yang signifikan atas pozzolanas alam sebagai akibat

dari bola bentuk partikel gelas. Ini biasanya memiliki pengaruh positif pada workability

beton yang memungkinkan isi air beton menjadi berkurang dan dengan demikian

mengimbangi kekuatan usia dini reduksi. Fly ash kinerja dapat ditingkatkan dengan baik

mengeluarkan partikel kasar (menggunakan klasifikasi yang sama dengan yang

digunakan dalam sirkuit tertutup semen grinding) atau dengan cogrindingabu dengan

klinker. Sebuah British Standard (BS 3892: Part1) membutuhkan abu untuk memiliki 45

mikron maksimum residu 12% dan abu memenuhi standar ini selalu diklasifikasikan.

Terak Blastfurnace adalah laten hidrolik dan hanya membutuhkan aktivasi dengan

situasi alkaline untuk menghasilkan C-S-H dan hidrat kalsium aluminat. Meskipun

pembangunan kekuatan adalah lebih lambat dibandingkan dengan semen Portland

murni adalah praktis untuk menghasilkan semen (atau beton) terak yang mengandung

50% (berat binder) dengan kekuatan 28-hari yang sama. awal kekuatan yang jauh lebih

rendah dan mereka pada 3 hari mungkin sekitar setengah dari Semen Portland murni

(pada 20 ° C).

The 'sekunder' hidrat dari reaksi hidrolik pozzolanik dan laten mengembangkan

semen fase pasta yang memiliki permeabilitas rendah terhadap air dan berpotensi

agresif ion seperti sulfat dan klorida dan ini dapat memiliki dampak positif pada beton

daya tahan. Sementara kapur alami tidak memberikan kontribusi signifikan terhadap

kekuatan pada umur 28 hari, mereka mempercepat hidrasi semen Portland, dan

penurunan kekuatan awal biasanya kurang dari kasus fly ash. Karakteristik yang paling

penting dari batu kapur alami adalah bahwa ia harus memenuhi persyaratan kemurnian

standar yang relevan (BS EN 197-1). semen Portland kapur dengan kadar batu kapur

setinggi 30% telah diproduksi di Perancis dan Italia selama bertahun-tahun dan

digunakan dalam berbagai aplikasi pembangunan. Gambar 1.13 membandingkan sifat

pengembangan kekuatan semen yang disiapkan oleh pencampuran semen Portland

dengan kapur tanah 20%, pasir terak, alami pozzolana dan fly ash (Moir dan Kelham,

1997). Dalam Gambar 1,13 tingkat terak dan abu terbang lebih rendah dari yang

ditemukan di semen Inggris atau beton tetapi menjaga tingkat konstan Selain

memungkinkan reaktivitas bahan untuk dibandingkan secara langsung.

1.6.3 Standar Eropa untuk Semen Umum (EN 197-1)

Seperti dijelaskan di atas, negara-negara anggota CEN memilih untuk mengadopsi EN

197-1 pada tahun 2000. pada tahun 2002 'bertentangan' British Standards (seperti BS 12)

akan ditarik. British Standard untuk sulfat-menolak semen, BS 4027, akan terus sampai pada

saat perjanjian adalah dicapai pada Standar Eropa untuk sulfat-menolak semen. Tabel 1.9

merangkum berbagai komposisi semen yang diijinkan oleh EN 197-1. Sementara ini adalah

'semen umum' mereka tidak semua tersedia di semua anggota CEN negara. Sebagai contoh,

Portland semen bakaran serpih serpih membutuhkan jenis tertentu, yang hanya ditemukan

di Jerman selatan.

Persyaratan untuk komposisi terak blastfurnace adalah sama seperti yang di British

Standard untuk semen Portland blastfurnace (BS 146) dan untuk tanah pasir blastfurnace

terak (BS 6699). Perhatikan bahwa dalam EN 197-1 ada metode tes ditentukan untuk

menentukan isi minimal segelas 2/3rds. Demikian pula persyaratan untuk fly ash pada

dasarnya sama dengan yang di Inggris Standar untuk Portland bubuk semen abu-bahan

bakar (BS 6588) dan untuk bubuk bahan bakar abu (BS 3892 Bagian 1) walaupun ada

perbedaan kecil yang berhubungan dengan maksimum LOI dan CaO konten. Standar untuk

penambahan beton ditinjau secara lebih rinci dalam Bab 3. Tabel 1.11 merangkum

persyaratan mekanik dan fisik untuk kekuatan kelas yang diizinkan oleh EN 197-1. Kuat

tekan ditentukan dengan EN 196-1 mortir prisma prosedur, yang diuraikan dalam bagian

1.7. Mengatur kali ditentukan oleh yang Vicat hampir secara universal diterapkan jarum

prosedur dan kesehatan dengan metode pertama dikembangkan oleh Le Chatelier dalam

abad kesembilan belas. Metode ini dijelaskan dalam EN 196-3.

Saat ini, di Inggris (2002) semua semen curah yang disediakan adalah kelas 42,5 atau

52,5 dan luas mayoritas adalah murni Portland tipe (CEM saya menggunakan BS EN 197-1

terminologi). Kurang dari 5% dari semen yang disediakan adalah komposit dan termasuk fly

ash atau batu kapur diperkenalkan selama memproduksi. Dengan demikian, sekitar 50%

dari semen dipasok adalah CEM II komposit yang proporsi tertinggi adalah batu kapur

semen Portland (40% II CEM dan 20% dari total tonase).

Di Inggris praktek mapan adalah dengan menambahkan tanah-pasir terak (BS 6699)

atau bubuk abu-bahan bakar (untuk BS 3892 Bagian 1) langsung ke mixer beton dan untuk

mengklaim kesetaraan ke pabrik-diproduksi semen. Prosedur yang diperlukan untuk

menunjukkan kesetaraan yang dijelaskan dalam BS 5328, yang akan diganti, oleh BS EN 206-

1 dan komplementer Inggris standar, BS 8500 pada tanggal 1 Desember 2003. Selain itu,

beberapa standar semen Inggris meliputi semen dengan kelas kekuatan dan sifat luar

lingkup BS EN 197-1 untuk umum semen. Misalnya, BS 146:2002, termasuk kelas rendah

kekuatan awal (L) untuk semen terak blastfurnace dan ada kelas 28-hari rendah (22,5)

dalam BS 6610:1996 untuk lalat pozzolanik abu semen. Kedua standar akan ditarik ketika

Eropa Standar mencakup ruang lingkup yang sama akhirnya diterbitkan. Persyaratan kimia

dari EN 197-1 semen dirangkum dalam Tabel 1.12.

Tujuan dari batas klorida atas adalah untuk mengurangi resiko korosi untuk tertanam

baja tulangan. Meskipun batas atas adalah 0,1%, untuk aplikasi beton pratekan batas bawah

dapat disepakati dengan pemasok dan ini akan dinyatakan pada dokumentasi. Para

produsen beton harus, tentu saja, mempertimbangkan semua sumber klorida (air, agregat,

semen dan pencampuran) saat memenuhi batas atas untuk klorida dalam beton. Batas MgO

dari 5% pada klinker memastikan bahwa unsoundness (ekspansi) tidak akan terjadi sebagai

akibat dari hidrasi tertunda MgO gratis. Ketika MgO hadir atas ~ 2% klinker itu terjadi

sebagai kristal magnesium oksida (periklas) dan ini bereaksi relative perlahan-lahan untuk

membentuk Mg (OH) 2 (brucite) pembentukan yang disertai dengan ekspansi.

Beberapa negara seperti Amerika Serikat memiliki batas MgO lebih tinggi (6%) tetapi

mencakup perluasan tes di mana sampel pasta semen dipanaskan dalam autoklaf dan

perluasan harus tetap di bawah 0,08%. EN 197-1 juga menjelaskan frekuensi pengujian dan

metode analisis data diminta untuk menunjukkan kepatuhan terhadap persyaratan standar.

Perhatikan bahwa nilai yang diberikan dalam Tabel 1.11 dan 1.12 tidak batas absolut.

Sebuah persentase yang diberikan dari hasil yang diperoleh pada sampel acak pengiriman

mungkin terletak di atas atau di bawah nilai-nilai ini. Misalnya, untuk kuat tekan 10% dari

hasil mungkin terletak di atas batas atas untuk kekuatan dalam kelas kekuatan khusus tetapi

hanya 5% di bawah batas bawah. Untuk fisik dan kimia kebutuhan 10% dari hasil mungkin

terletak di luar batas. Sampel tempat diambil pada titik pengiriman semen dikenal sebagai

sampel autocontrol dan tes hasil yang diperoleh sebagai hasil test autocontrol.

Sertifikat yang menyatakan telah memenuhi persyaratan dari standar dapat

dikeluarkan oleh Uni Eropa Lembaga Sertifikasi Diberitahu (misalnya BSI Produk Services)

yang mengikuti prosedur rinci dalam EN 197-2. Sebagai EN 197-1 adalah sebuah standar

yang diharmonisasi, sertifikasi tubuh dapat mengeluarkan sertifikat kesesuaian EC yang

memungkinkan produsen untuk membubuhkan CE menandai dokumen pengiriman dan

kemasan. Penandaan CE menunjukkan anggapan kesesuaian dengan kesehatan Uni Eropa

yang relevan dan hukum keselamatan dan memungkinkan semen yang akan ditempatkan

pada pasar tunggal Eropa. Kegagalan untuk secara konsisten memenuhi persyaratan

standar dapat mengakibatkan penarikan sertifikat EC.

1.6.4 Standar lainnya semen Eropa

Komite bertanggung jawab untuk pengembangan standar untuk semen dan bangunan

CEN limau (CEN TC 51) telah menghasilkan sejumlah standar untuk pengikat konstruksi,

yang yang dekat dengan finalisasi dan adopsi oleh negara anggota yaitu:

prEN 413-1 : semen Masonry

prEN 645 : Kalsium aluminat semen (lihat Bab 2)

EN 197-1 : prA1: Perubahan dengan EN 197-1 untuk memasukkan semen api kecil

umum

prEN 197-X : Rendah semen ledakan tungku kekuatan awal

prEN 14216 : Sangat rendah panas semen khusus

EN 459-1 : Gedung kapur (diterbitkan)

EN 13282 : pengikat hidrolik jalan (dipublikasikan)

Kemajuan dalam mengembangkan standar untuk sulfat-menolak semen sulit sebagai

akibat dari perbedaan pandang tentang tingkat maksimum C3A di semen CEM dan

efektivitas fly ash dalam mencegah kerusakan beton. Solusinya mungkin kinerja uji

laboratorium tapi kesulitan telah berpengalaman dalam mencapai memuaskan tingkat

reproduktifitas.

1.6.5 Standar nasional lain

Sementara Standar Eropa baru dapat diharapkan memiliki pengaruh yang kuat pada

pembangunan masa depan standar nasional di seluruh dunia, ASTM berbasis standar yang

akan tetap penting di banyak negara. Perbedaan utama antara arus ASTM standar semen

dan EN 197-1 ditunjukkan pada Tabel 1.13.