Kata Pengantar

Syukur Alhamdulillah kami penjatkan kehadirat Allah SWT atas terselesaikannya penyusunan

makalah ini mengenai Semen Portland. Makalah ini membahas secara singkat mengenai sejarah

penemuan semen portland, pembuatan semen portland, sifat-sifat dan jenis-jenis semen serta

pemanfaatannya.

Semen merupakan salah satu bahan pokok yang digunakan untuk membangun konstruksi beton,

karena itu kita sebagai seorang engineering perlu mengetahui tentang sifat-sifat maupun jenis-jenis

semen yang ada dipasaran. Hal inilah yang mendorong kami untuk mencoba menyusun makalah ini.

Dengan segala keterbatasan yang kami miliki khususnya dalam hal referensi sebagai pendukung

penyusunan makalah ini, kami berusaha menyelesaikan makalah sehingga tersusun menjadi sebuah

tulisan. Kami menyadari bahwa makalah ini masih sangat jauh dari kesempurnaan, karena itu penulis

mengharapakan saran dan kritikan dari pembaca khususnya dosen pengampuh mata kuliah ’Teknologi

Bahan Konstruksi Jalan’ Bapak. Dr.Ir. Rudi Djamaluddin, M.Eng. yang telah memberikan tugas ini

sehingga menjadi dasar bagi kami untuk menyusun makalah ini sehingga mendapatkan pengetahuan

tambahan melalui penyusuna makalah ini. Kami juga ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada

semua pihak yang telah membantu dalam hal penyelesaian makalah.

Semoga makalah dapat memberikan manfaat bagi kami khususnya dan bagi pembaca umumnya.

Penyusun

Daftar Isi

No. Halaman

1. Kata Pengantar …………………………………………………………………………………………………………. 1

2. Daftar Pustaka ……………………………………………………………………………………………………………. 2

3. BAB I Pendahuluan

A. Pendahuluan …………………………………………………………………………………………………….. i

B. Maksud dan Tujuan …………………………………………………………………………………………….. i

4. BAB II Pembahasan

A. Umum .................................................................................................................... i

B. Sifat-sifat Semen Portland ...................................................................................... i

C. Pengujian Dasar ....................................................................................................... i

D. Bahan Campuran Semen ........................................................................................ i

E. Bahan Tambahan Pembuatan Semen ………………………………………………………………….. i

5. BAB III Penutup

A. Kesimpulan ............................................................................................................ i

B. Saran ...................................................................................................................... i

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Pembangunan di atas muka bumi ini dari hari ke hari semakin meningkat seiring dengan

pertambahan penduduk yang secara otomotis membutuhkan sarana dan prasarana untuk

menunjang aktivitas kehidupan. Untuk menyediakan prasarana yang menunjang aktifitas

manusia, maka dilakukanlah pembangunan gedung-gedung, perumahan maupun prasarana lain.

Dalam hal pembangunan ini, khususnya yang menggunakan konstruksi beton dalam proses

pembangunannya, maka ada beberapa komponen penting yang harus disediakan untuk bias

melakukan pembangunan tersebut. Dalam pembuatan beton diperlukan pencampuran

beberapa bahan, yaitu semen, air, aggregate kasar dan halus. Dari keempat bahan yang

digunakan dalam pembuatan ini, semenlah yang memiliki nilai ekonomi paling mahal. Fungsi

semen dalam pembuatan ini sebagai pengikat antara material. Karena dalam pembuatan akan

kami jelaskan mengenai beberapa tentang semen yang sangat penting diketahui untuk

mendapatkan kualitas beton yang baik.

B. MAKSUD DAN TUJUAN

Adapun maksud dari pembuatan makalah ini adalah memberikan penjelasan tentang

semen portland agar kiranya dapat diketahui komposisi maupun penggunaannya secara baik.

Sedang tujuan dari penyusunan makalah dengan mengetahui komposisi, proses dan

jenis semen maka dalam proses aplikasinya dalam dunia konstruksi dapat menghasilkan beton

dengan mutu yang baik.

BAB II

PEMBAHASAN

SEMEN PORTLAND

A. UMUM

Semen Portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker

yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan

tambahan (PUBI-1982)

Semen portland merupakan bahan ikat yang penting dan banyak dipakai dalam

pembangunan fisik. Semen jika diaduk dengan air akan membentuk adukan pasta semen,

sedang jika diaduk dengan air kemudian ditambah pasir menjadi mortar semen, dan jika

ditambah lagi dengan kerikil/batu pecah disebut beton.

Fungsi semen ialah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang

kompak/padat. Selain itu juga untuk mengisi rongga-rongga diantara butiran agregat.

1. SEJARAH DAN PERKEMBANGAN SEMEN

Material semen telah banyak digunakan sejak zaman Yunani, Romawi dan Mesir

Kuno. Sebagian monumen dan bangunan peninggalan sejarah yang sampai saat ini masih

bisa kita saksikan, merupakan bukti bahwa material semen telah digunakan sejak zaman

dulu. Pada masa itu, nenek moyang kita tlah mampu merekatkan batu-batu raksasa hanya

mengandalkan bahan perekat berupa gypsum, batu kapur, gamping dan abu vulkanik atau

pozzolan.

Sebelum mencapai bentuk seperti sekarang, perekat dan penguat bangunan ini

awalnya merupakan hasil pencampuran batu kapur dan abu vulkanis. Kedua bahan ini akan

aktif setelah melalui proses pembakaran. Konon, campuran tersebut pertama kali

ditemukan di zaman kerajaan Romawi, tepatnya di Pozzuoli, dekat teluk Napoli, Italia.

Campuran bahan perekat ini lantas dinamai pzzuolana. Kata semen sendiri berasal dari

bahasa latin, yaitu caementum, yang artinya ’memotong menjadi bagian-bagian kecil yang

tidak beraturan”. Meski sempat populer di zamannya, campuran semen ini tak berumur

panjang, menyusul runtuhnya Kerajaan Romawi. Hingga abad pertengahan(1100 – 1500 M)

resep ramuan pozzuolana sempat menghilang dari peredaran.

Kemudian pada abad ke-18, Jhon Smeaton, seorang insinyur asal Inggris

menemukan kembali ramuan kuno ini. Ia membuat adonan dengan memanfaatkan

campuran kapur tanah dan tanah liat saat membangun menara suar eddystone di lepas

pantai Cornwall, Inggris. Namun, bukan smeaton yang akhirnya mematenkan cikal bakal

semen ini melainkan Joseph Aspdin, seorang insinyur berkebangsaan Inggris yang pertama

kali mengurus hak paten untuk ramuan semen ini pada tahun 1824. Hasil temuannya

dinamakan semen portland. Dinamakan ”semen portland” karena hasil warna olahannya

mirip dengan tanah liat yang sering dijumpai di pulau Portland, Inggris. Sebenarnya ramuan

Aspdin tidak jauh beda dengan Smeaton. Dia tetap mengandalkan dua bahan utama, yaitu

batu kapur sebagai sumber kalsium karbonat dan tanah lempung yang banyak mengandung

silika, aluminium oksida (alumina), serta oksida besi. Kemudian, pada tahun 1845 Isaac

Johnson melakukan penelitian lanjutan mengenai semen dan hasilnya sangat berperan

dalam pengembangan industri semen modern.

2. PEMBUATAN SEMEN PORTLAND

Semen portland dibuat dengan melalui beberapa langkah, sehingga sangat halus

dan memiliki sifat adhesif maupun kohesif. Semen diperoleh dengan membakar secara

bersamaan suatu campuran dari calcareous (yang mengandung kalsium karbonat atau batu

gamping) dan argillaceous (yang mengandung alumina) dengan perbandingan tertentu.

Secara mudahnya, kandungan semen portland ialah: kapur, silika dan alumina. Ketiga bahan

dasar tadi dicampur dan dibakar dengan suhu 1550oC dan menjadi klinker. Setelah itu

kemudian dikeluarkan, didinginkan dan dihaluskan sampai halus seperti bubuk. Biasanya lalu

ditambahkan gips atau kalsium sulfat (CaSO4) kira-kira 2 sampai 4 persen sebagai bahan

pengontrol waktu ikatan. Bahan tambah lain kadang-kadang ditambahkan pula untuk

membentuk semen khusus, misalnya kalsium klorida ditambahkan untuk mnejadikan semen

yang cepat mengeras. Kemudian dimasukkan ke dalam kantong dengan berat tiap-tiap

kantong 50 kg.

Proses pembuatan semen dapat dibedakan menurut :

Proses basah : semua bahan baku yang ada dicampur dengan air, dihancurkan dan

diuapkan kemudian dibakar dengan menggunakan bahan bakar

minyak, bakar (bunker crude oil). Proses ini jarang digunakan karena

masalah keterbatasan energi BBM.

Proses kering : menggunakan teknik penggilingan dan blending kemudian dibakar

dengan bahan bakar batubara. Proses ini meliputi lima tahap

pengelolaan yaitu :

1. proses pengeringan dan penggilingan bahan baku di rotary dryer dan roller meal.

2. proses pencampuran (homogenizing raw meal) untuk mendapatkan campuran yang

homogen.

3. proses pembakaran raw meal untuk menghasilkan terak (clinker : bahan setengah

jadi yang dibutuhkan untuk pembuatan semen).

4. proses pendinginan terak.

5. proses penggilingan akhir di mana clinker dan gypsum digiling dengan cement mill.

Dari proses pembuatan semen di atas akan terjadi penguapan karena pembakaran

dengan suhu mencapai 900 derajat Celcius sehingga menghasilkan : residu (sisa) yang tak larut,

sulfur trioksida, silika yang larut, besi dan alumunium oksida, oksida besi, kalsium, magnesium,

alkali, fosfor, dan kapur bebas.

B. SIFAT-SIFAT DARI SEMEN PORTLAND BETON

1. SIFAT-SIFAT SEMEN PORTLAND

Sifat semen dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sifat kimia dan sifat fisika.

a. Sifat Kimia.

Semen dapat dibedakan berdasarkan susunan kimianya dan kehalusan butirnya.

Perbandingan bahan-bahan utama penyusun semen portaland adalah: kapur (CaO)

sekitar 60-65%, silika (SiO2) sekitar 20-25%, dan oksida besi serta alumunium (Fe2O3 dan

Al2O3) sekitar 7-12%. Pemeriksaan untuk mengetahui mutu semen antara lain:

Kesegaran Semen, yaitu untuk mengetahui tingkat kelembapan, kandungan karbon

dioksida atau magnesium dalam semen (maksimum 3,0 %).

Sisa Bahan yang tak Larut dalam Semen, yaitu untuk mengetahui jumlah atau sisa

bahan dalam semen yang tidak habis bereaksi atau bahan yang tidak aktif dari

semen (maksimum 1,5 %).

b. Sifat Fisika.

Sifat-sifat fisika semen portland meliputi kehalusan butir, waktu pengikatan,

kekuatan tekan, panas hidrasi dll.

Kehalusan Butir (fineness)

Kehalusan butir semen akan berpengaruh pada proses hidrasi, waktu

pengikatan (setting time), makin halus butiran semen, maka proses hidrasinya

semakin cepat, sehingga kekuatan awal tinggi tetapi kekuatan akhir akan berkurang.

Kehalusan butir semen yang tinggi dapat mengurangi terjadinya Bleeding.

Kepadatan (density)

Berat jenis semen yang disyaratkan oleh ASTM adalah 3.15 Mg/m3 =

3,150.00 kg/m3. Berat jenis semen berpengaruh pada proporsi semen dalam

campuran beton. Pengujian berat jenis semen dapat dilakukan dengan alat

“Turbidimeter” dari Wagner.

Waktu Pengikatan (setting time)

Waktu ikat adalah waktu yang diperlukan semen untuk mengeras, terhitung

sejak berekasinya air dan menjadi pasta semen cukup kaku menahan tekan.

Panas Hidrasi

Panas hidrasi adalah panas yang terjadi pada saat semen bereaksi dengan

air. Dalam pelaksanaan, perkembangan panas ini dapat menimbulkan retakan pada

saat pendinginan.Untuk mengatasi hal tersebut perlu dilakukan pendinginan melalui

perawatan (curing) pada saat pelaksanaan.

2. JENIS-JENIS SEMEN

Sesuai dengan kebutuhan pemakai, maka para pengusaha industri semen berusaha

untuk memenuhinya dengan berbagai penelitian, sehingga ditemukan berbagai jenis semen.

a. Sement Portland (OPC)

Semen portland diklasifikasikan dalam lima tipe yaitu :

1. Tipe I (Ordinary Portland Cement)

Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan

persyaratn 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

portlan 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.

b. Blended Cement (Semen Campur)

Semen campur dibuat karena dibutuhkannya sifat-sifat khusus yang tidak

dimiliki oleh semen portland. Untuk mendapatkan sifat khusus tersebut diperlukan

material lain sebagai pencampur. Jenis semen campur :

1. Semen Portland Pozzolan (SPP)/(PPC).

Semen Portland pozzolan (SPP) atau dikenal juga sebagai Portland

Pozzolan Cement (PPC) adalah merupakan semen hidrolisis yang terdiri dari

campuran yang homogen antara semen Portland dengan bahan pozzolan (Trass

atau Fly Ash) halus, yang diproduksi dengan menggiling klinker semen Portland dan

bahan pozzolan bersama-sama atau mencampur secara merata semen Portland dan

bahan pozzolon atau gabungan antara menggiling dan mencampur.

2. Portland Composite Cement (Semen Portland Campur)PCC –SPC.

Menurut SNI 17064-2004, Semen Portland Campur adalah Bahan

pengikat hidrolisis hasil penggilingan bersama sama terak (clinker) semen portland

dan gibs dengan satu atau lebih bahan anorganik, atau hasil pencampuran antara

bubuk semen portland dengan bubuk bahan bahan anorganik lain. Bahan anorganik

tersebut antara lain terak tanur tinggi (blastfurnace slag), pozzoland, senyawa

silika, batu kapur, dengan kadar total bahan anorganik 6 – 35 % dari massa semen

portland composite. Menurut Standard Eropa EN 197-1 Portland Composite

Cement atau Semen Portland Campur dibagi menjadi 2 Type berdasarkan jumlah

Aditive material aktif:

3. Type II/A-M mengandung 6 – 20 % aditif

4. Type II/B-M mengandung 21 – 35 % aditif

Kalau pada Portland Pozzolan Cement (Semen Portland Pozzolan) aditif

yang digunakan hanya 1 jenis maka pada Portland Composite Cement ini aditif yang

digunakan lebih dari 1 jenis atau 2 jenis maka semen ini dikelompokkan

pada Ternary Cement.

Gambar A.6 Portland Composite Cement (PCC-SPC)

5. Portland Blast Furnace Slag Cement

Portland Blast Furnace Slag Cement adalah semen Portland yang

dicampur dengan kerak dapur tinggi secara homogen dengan cara mencampur

bubuk halus semen Portland dengan bubuk halus slag atau menggiling bersama

antara klinker porland dengan butiran slag. Activitas slag (Slag Activity) bertambah

dengan bertambahnya ratio CaO + MgO/SiO2 + Al2O3 dan glass content. Tetapi

biasanyan keberadaan ratio oksida dan glass Content tersebut saling berkebalikan.

Beberapa sifat slag semen adalah sabagai berikut :

1. Jika kehalusannya cukup, mempunyai kekuatan tekan yang sama dengan

semen portland.

2. Betonnya lebih stabil dari pada beton semen portla

3. Mempunyai permebility yang rendah

c. Semen Masonry

Semen masonry pertama kali diperkenalkan di USA, kemudian berkembang

kebeberapa negara.Secara tradisional plesteran untuk bangunan umumnya

menggunakan kapur padam, kemudian meningkat dengan dipakainya semen portland

yang dicampur dengan kapur padam. Namun karena dianggap kurang praktis maka

diperkanalkan Semen Masonry.

d. Oil Well Cement

Oil well cement adalah semen Portland semen yang dicampur dengan bahan

retarder khusus seperti asam borat, casein, lignin, gula atau organic hidroxid acid.

Fungsi dari retarder disini adalah untuk mengurangi kecepatan pengerasan semen,

sehingga adukan dapat dipompakan kedalam sumur minyak atau gas. Pada kedalaman

1800 sampai dengan 4900 meter tekanan dan suhu didasar sumur minyak atau adalah

tinggi. Karena pengentalan dan pengerasan semen itu dipercepat oleh kenaikan

temperature dan tekanan, maka semen yang mengental dan mengeras secara normal

tidak dapat digunakan pada pengeboran sumur yang dalam. Semen ini masih dibedakan

lagi menjadi beberapa kelas sesuai denganAPI Spesification 10 1986, yaitu :

Kelas A Digunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 1830 meter, apabila

sifat-sifat khusus tidak dipersyaratkan

Kelas B Digunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 1830 meter, apabila

kondisi membutuhkan tahan terhadap sulfat sedang

Kelas C Digunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 1830 meter, apabila

kondisi membutuhkan sifat kekuatan tekan awal yang tinggi

Kelas D Digunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 1830 sampai 3050

meter, dengan kondisi suhu dan tekanan yang sedang

Kelas E Digunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 3050 sampai 4270

meter, dengan kondisi suhu dan tekanan yang tinggi

Kelas F Digunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 3050 sampai 4880

meter, dengan kondisi suhu dan tekanan yang tinggi

Kelas G Digunakan untuk cementing mulai surface casing sampai dengan

kedalaman 2440 meter, akan tetapi dengan

penambahan accelerator atau retarder. Dapat digunakan untuk semua

range pemakaian, mulai dari kelas A sampai kelas E

e. White Cement (Semen Putih)

Semen putih dibuat umtuk tujuan dekoratif, bukan untuk tujuan konstruktif.

Pembuatan semen ini membutuhkan persyaratan bahan baku dan proses pembuatan

yang khusus, seperti misalnya bahan mentahnya mengandung oksida besi dan

oksida manganese yang sangat rendah (dibawah 1 %).

f. Water Proofed Cement

Water proofed cement adalah campuran yang homogen antara semen Portland

dengan “Water proofing agent”, dalam jumlah yang kecil seperti : Calcium, Aluminium,

atau logam stearat lainnya.Semen ini banyak dipakai untuk konstruksi beton yang

berfungsi menahan tekanan hidrostatis, misalnya tangki penyimpanan cairan kimia.

g. High Alumina Cement

High Alumina cement dapat menghasilkan beton dengan kecepatan pengersan

yang cepat dan tahan terhadap serangan sulfat, asam akan tetapi tidak tahan terhadap

serangan alkali. Semen tahan api juga dibuat dari High Alumina Cement, semen ini juga

mempunyai kecepatan pengerasan awal yang lebih baik dari semen Portland tipe III.

Bahan baku semen ini terbuat dari batu kapur dan bauxite, sedangkan penggunaannya

adalah antara lain :

1. Rafractory Concrette

2. Heat resistance concrete

3. Corrosion resistance concrete

h. Semen Anti Bakteri

Semen anti bakteri adalah campuran yang homogen antara semen Portland

dengan “anti bacterial agent” seperti germicide. Bahan tersebut ditambahkan pada

semen Portland untuk “Self Desinfectant” beton terhadap serangan bakteri dan jamur

yang tumbuh. Sedangkan sifat-sifat kimia dan fisiknya hampir sama dengan semen

Portland tipe I. Penggunaan semen anti bakteri antara lain :

1. Kamar mandi

2. Kolam-kolam

3. Lantai industri makanan

4. Keramik

5. Bangunan dimana terdapat jamur pathogenic dan bakteri

3. STANDAR DAN JENIS SEMEN

Tingkat konsistensi mutu dan kualifikasi produk di antara para produsen semen

perlu dipertahankan. Oleh sebab itu, diperlukan standar yang memberikan batasan

terhadap beberapa parameter baik fisika maupun kimia. Batasan-batasan tersebut mungkin

berbeda antara satu negara dengan negara lainnya, sehingga standar yang berlaku di satu

negara akan berbeda dengan negara lainnya.

a. STANDAR SEMEN

Standar ASTM (Amerika)

Standar ASTM mengenal dua macam standar dalam mengklasifikasikan

semen, yaitu prescriptive standard yang memberikan ketentuan terhadap isi produk

dan performance standar yang memberikan batasan terhadap performa produk.

Ada beberapa standar semen yang berlaku sebagai berikut.

1. ASTM C 150: Standard Specification for Portland Cement.

ASTM C 150 yang dikeluarkan sejak 1940 dan terbagi menjadi lima tipe

semen, sebagai berikut:

Tipe I : untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan

khusus.

Tipe II : untuk penggunaan yang memerlukan ketahanan terhadap

sulfat atau kalor hidrasi sedang

Tipe III : untuk penggunaan yang memerlukan kekuatan tekan awal

tinggi.

Tipe IV : untuk penggunaan yang memerlukan kalor hidrasi rendah

Tipe V : untuk penggunaan yang memerlukan ketahanan tinggi

terhadap sulfat.

2. ASTM C 595 : Standard Specification for Blended Hydraulic Cements.

ASTM C 595 yang dikeluarkan sejak 1967 membagi semen menjadi enam

tipe sebagai berikut.

Type IS : Portland blast-furnace slag cement

Type IP : Portland-pozzolan cement

Type P : Portland-pozzolan cement

Type I (PM) : Pozzolan modified portland cement

Type I (SM) : Slag-modified Portland cement

Type S : Slag semen

3. ASTM C 1157 : Standard Performance Specification for Belended Hydraulic

Cement.

ASTM C1157 ini pertama kali diluncurkan pada tahun 1992. Sebagai

standard yang masih relatif baru, ASTM C1157 ini merefleksikan pergeseran dari

prescriptive standard ke formance standard. ASTM C1157 membagi semen

menjadi enam tipe sebagai berikut:

Type GU :

b. Jenis-jenis semen menurut BPS adalah :

semen abu atau semen portland adalah bubuk/bulk berwarna abu kebiru-biruan,

dibentuk dari bahan utama batu kapur/gamping berkadar kalsium tinggi yang diolah

dalam tanur yang bersuhu dan bertekanan tinggi. Semen ini biasa digunakan sebagai

perekat untuk memplester. Semen ini berdasarkan prosentase kandungan

penyusunannya terdiri dari 5 (lima) tipe, yaitu tipe I sd. V.

semen putih (gray cement) adalah semen yang lebih murni dari semen abu dan

digunakan untuk pekerjaan penyelesaian (finishing), seperti sebagai filler atau

pengisi. Semen jenis ini dibuat dari bahan utama kalsit (calcite) limestone murni.

oil well cement atau semen sumur minyak adalah semen khusus yang digunakan

dalam proses pengeboran minyak bumi atau gas alam, baik di darat maupun di lepas

pantai.

mixed & fly ash cement adalah campuran semen abu dengan Pozzolan buatan (fly

ash). Pozzolan buatan (fly ash) merupakan hasil sampingan dari pembakaran

batubara yang mengandung amorphous silika, aluminium oksida, besi oksida dan

oksida lainnya dalam berbagai variasi jumlah. Semen ini digunakan sebagai campuran

untuk membuat beton, sehingga menjadi lebih keras.

Semakin baik mutu semen maka semakin lama mengeras atau membatunya jika

dicampur dengan air, dengan angka-angka hidrolitas yang dapat dihitung dengan rumus :

(% SiO2 + % Al2O3 + Fe2O3) : (%CaO + %MgO)

Angka hidrolitas ini berkisar antara <1/1,5 (lemah) hingga >1/2 (keras sekali).

Namun demikian dalam industri semen angka hidrolitas ini harus dijaga secara teliti

untuk mendapatkan mutu yang baik dan tetap, yaitu antara 1/1,9 dan 1/2,15.

C. PENGUJIAN DASAR

Jenis Pengujian Semen Portland dan Syarat Mutu

Jenis-jenis pengujian semen portland yang disajikan dalam modul ini adalah pengujian

kualitas semen yang dilakukan di lapangan dan pengujian di laboratorium. Pengujian di lapangan

antara lain kemasan dan kehalusan, sedang pengujian yang dilakukan di laboratium antara lain

kehalusan butir semen, konsistensi normal, waktu pengikatan awal, berat jenis, tetap bentuk

dan kekuatan semen.

1. Pengujian di Laboratorium

a. Kehalusan Butir dengan Ayakan

Pengujian kehalusan butir dilakukan dengan ayakan standar. Kehalusan butir

semen portland yang dilakukan dengan pengujian kehalusan menggunakan ayakan yang

disyaratkan seperti disajikan pada Tabel 1. sebagai berikut:

Sisa di atas ayakan S-325 S-400 S-475 S-550 S-S

1,2 mm (%)

0,09 mm (%)

Nihil

20

Nihil

15

Nihil

10

Nihil

7

Nihil

5

b. Waktu Pengikatan Awal Semen Porland

Waktu pemgikatan awal, adalah waktu dari mula-,ula semen kena air sampai

dengan terjadi pengikatan. Waktu pengikatan awal diisyaratkan harus lebih dari 60

menit.

c. Sifat kekal Bentuk Semen Portland

Semen harus memiliki sifat kekal bentuk, baik diuji dengan cara cepat maupun

dengan cara lambat.

d. Kekuatan adukan semen Portland

Kekuatan adukan semen yang harus dipenuhi disajikan pada tabel berikut:

Kekuatan adukan pada umur S-325 S-400 S-475 S-550 S-S

1) 1 Hari (kg/cm2)

2) 3 hari (kg/cm2)

3) 7 hari (kg/cm2)

4) 28 hari (kg/cm2)

--

200

275

325

--

250

325

400

--

300

375

475

--

350

450

550

225

425

525

--

2. Pengujian Semen Portland di lapangan

a. Pemeriksaan Kantong semen (pembungkus)

1) Periksalah kantong pembungkus semen, ada kerusakan dan atau kebocoran

2) Periksalah jahitan pada kantong pembungkus rapi atau tidak, apakah terdapat

kerusakan atau tidak.

3) Perhatikan pada kantong, apakah tercantum nama pabrik, nama negara

pembuatnya dan berat bersih isi kantong?

4) Periksa kembali berat isi semen, apakah sesuai dengan berat yang tercantum pada

kantong tersebut ?

3. Pengujian/Pemeriksaan Kehalusan Semen Secara Visual

1) Bukalah jahitan kantong semen, lalu periksa semen yang ada di dalamnya apakah

dalam keadaan baik : yaitu gembur, tidak terjadi gumpalan-gumpalan.

2) Rabalah semua bagian semen tadi, apakah semua bagian semen terasa seperti tepung

halus atau tidak.

3) Periksa warna semen pada kantong-kantong contoh, apakah warnanya sama pada

semua kantong atau tidak. Jika ada semen yang warnanya berbeda dari warna semen

kantong- kantong lain, perlu diperiksa lebih teliti

D. BAHAN CAMPURAN SEMEN

E. BAHAN TAMBAHAN PEMBUATAN SEMEN

1. Ekosemen : Produksi Semen dari Sampah

Jepang, sebuah negeri penuh inovasi. Mungkin sebutan itu sangat sesuai

sebagaimana Jepang menangani masalah sampah di negaranya. Setelah berhasil membuat

sebuah airport berkelas internasional di Kobe yang dibangun di atas lapisan sampah dan

menerapkan pembuatan pupuk dari sampah di berbagai hotel di Jepang, kini Jepang telah

berhasil mengubah sampah menjadi produk semen yang kemudian dinamakan dengan

ekosemen.

- Ekosemen

Terminologi ekosemen dibentuk dari kata “ekologi” dan “semen”. Diawali

penelitian di tahun 1992, para peneliti Jepang telah mempelajari kemungkinan

memprosesan abu hasil pembakaran sampah dan endapan air kotor untuk dijadikan

bahan pembuat semen. Dari hasil penelitian tersebut diketahui bahwa abu hasil

pembakaran sampah mengandung unsur yg sama dengan bahan dasar semen pada

umumnya. Pada tahun 1993, proyek itu dibiayai oleh Kementrian Perdangan

Internasional dan Industri Jepang. Tahun 2001, pabrik pertama di dunia yang mengubah

sampah menjadi semen resmi beroperasi di Chiba. Pabrik tersebut mampu

memproduksi ekosemen sebanyak 110,000 ton/tahunnya. Sampah yang diubah menjadi

abu yang kemudian diolah menjadi semen mencapai 62,000 ton/tahun sedangkan

endapan air kotor dan residu abu industri yang diolah mencapai 28,000 ton/tahun.

- Penggunaan Abu Insinerasi untuk semen

Penduduk Jepang membuang sampah, baik organik maupun anorganik, dengan

jumlah sekitar 50 juta ton/tahun. Dari 50 ton/tahun tersebut, sampah yang dibakar

(proses incineration) menjadi abu (incineration ash) ialah sekitar 37 ton/tahun.

Sedangkan abu yang dihasilkan mencapai 6 ton per tahunnya. Abu inilah yang kemudian

dijadikan sebagai bahan pembuat ekosemen. Abu dan endapan air kotor mengandung

senyawa-senyawa yang diperlukan dalam pembentukan semen konvensional, yaitu

senyawa-senyawa oksida seperti CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3. Karena itu, abu insinerasi

dapat difungsikan sebagai pengganti tanah liat yang digunakan pada pembuatan semen

konvensiona.

Tabel 1. Komposisi senyawa pada abu insinerasi dan semen konvensional (ppm)

CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 SO3 Cl

Semen

konvensional62-65 20-25 3-5 3-4z 2-3 50-100

Abu insenerasi 12-31 23-46 13-29 4-7 1-4 150000

Kebutuhan kandungan CaO yang masih belum terpenuhi pada abu insinerasi

dapat dicukupi dengan penambahan batu kapur. Dalam pembuatan ekosemen, klorin

dan logam berat yang terkandung pada abu insinerasi diekstrak menjadi artificial ore

(Cu, Pb, dan lainnya) yang kemudian di-recyle untuk digunakan kembali.

- Proses Pembuatan Ekosemen

Secara umum, produksi semen konvensional (Portland) meliputi pengeringan,

penghancuran, dan pencampuran batu kapur, tanah liat, quartzite, serta bahan baku

lainnya dan kemudian dibakar pada rotary klin. Prinsip produksi ekosemen pada

dasarnya sama dengan prinsip pembuatan semen konvensional. Adapun perbedaannya

terletak pada proses pembakaran dan pengolahan limbah.

- Persiapan

Bahan baku (abu insenerasi, endapan air kotor rumah tangga, dan residu abu industri)

diproses terlebih dahulu melalui pengeringan, penghancuran, dan pemisahan logam

yang masih terkandung pada bahan baku.

- Penghancuran

Setelah dikeringkan, bahan baku tersebut kemudian dihancurkan pada raw grinder atau

drying mill bersamaan dengan batu kapur.

- Pencampuran

Setelah dikeringkan dan dihancurkan, umpan dimasukkan ke dalam homogenizing tank

bersamaan dengan fly ash (abu yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga batu

bara) dan blast furnace slag (limbah yang dihasilkan industri besi). Penempatan dua

homoginezing tank yang diilustrasikan dalam diagram dimaksudkan untuk

mencampuran semua secara merata sehingga dapat menghasilkan komposisi yang

diinginkan.

- Pembakaran

Berbeda dengan produksi semen konvensional dimana bahan baku dibakar pada suhu

900oC, pada proses pembuatan ekosemen, bahan baku dimasukkan ke dalam rotary klin

dan dibakar pada suhu diatas 1350oC. Dalam rotary kiln, dioksin dan senyawa berbahaya

lainnya yang terkandung pada abu insenerasi akan terurai menjadi air dan gas klor

sehingga aman bagi lingkungan. Gas yang keluar dari rotary klin kemudian didinginkan

secara cepat hingga suhu 200oC untuk mencegah kembali terbentuknya dioksin. Pada

proses ini, logam berat yang masih terkandung dipisahkan dan dikumpulkan ke dalam

bag filter sebagai debu yang masih mengandung klor. Debu ini kemudian dialirkan ke

heavy metal recovery process. Klor yang masih tersisa akan dihilangkan dan

menghasilkan sebuah articial ore seperti tembaga dan timbal yang kemurniannya

mencapai 35% atau lebih. Proses pembakaran akan menghasilkan clinker (intermediate

stage pada industri semen) yang kemudian dikirim ke clinker tank.

- Penghancuran Produk

Campuran gypsum dan clinker dihancurkan dalam finish mill dan kemudian akan

dihasilkan ekosemen.

2. SEMEN INSTANT

Bukan mie saja yang mengenal kata instan. Kini adukan semen pun sudah tersedia yang

siap saji. Bahan bangunan ini merupakan semen kering yang siap pakai, atau dikenal di

negaranegara Barat dengan sebutan dry mortar. Disebut siap pakai, karena semen jenis ini

cukup dicampur dengan air saat akan digunakan. Persis seperti makanan instan!

Sama Seperti Adukan Semen

Material ini sebenarnya merupakan "adonan" yang kandungannya sama seperti

adukan semen untuk membuat plesteran dinding. Hanya saja adukan ini diolah di pabrik,

sehingga semua proses pencampuran bahan-bahannya dilakukan oleh mesin.

Bahan dasar semen instan adalah sebagai berikut.

1. Semen portland

2. Pasir

Untuk mendapatkan semen instan yang baik.

Proses pencampuran semen dan pasir saat membuat adukan untuk dinding batu

bata, sekarang tidak perlu lagi dilakukan. Dengan semen instan, waktu bisa dihemat.

Pasir yang digunakan harus dalam keadaan bersih, bebas dari lumpur atau

kotoran lain. Pasir putih merupakan alternatif yang sering dipilih untuk material ini.

3. Pengisi

Bahan ini terdiri dari CaCO3 (kapur) dan limestone powder. Guna bahan ini

adalah sebagai pengisi pori-pori yang akan terbentuk karena menyatunya semen dan

pasir, sehingga adukan lebih padat.

4. Aditif

Yang disebut aditif adalah zat-zat yang ditambahkan agar adukan memiliki sifat-

sifat tertentu. Pada semen instan, ditambahkan bahan yang membuat daya rekatnya

lebih kuat serta bahan antiretak. Air yang juga dibutuhkan sebagai bahan pembuat

adukan ditambahkan di lokasi pengerjaan saat semen instan akan digunakan.

Campuran Lebih Tepat

Pada adukan konvensional, bahan – bahan harus dibeli terpisah dan kemudian

dicampur dengan perbandingan tertentu.

"Saat mencampur, kadang-kadang takaran masingmasing Bahan tidak tepat karena

biasanya tukang hanya mengira kira,"

Ini tentunya berpengaruh pada kualitas pasangan bata, plesteran, serta acian.

Berbeda dengan semen instan yang sudah dicampur di pabrik sehingga komposisinya sangat

tepat dan campurannya konsisten, karena dikerjakan dengan mesin yang dibantu komputer.

Untuk menjamin agar setiap semen instan yang dihasilkan mutunya selalu sama,

sebelum digunakan, bahan-bahan dasarnya harus melalui tahapan tertentu. Pasir, misalnya,

harus terlebih dahulu dikeringkan dengan panas 120 derajat Celcius agar air yang terkandung

menguap semua. "Pasir yang basah akan bereaksi dengan semen sebelum digunakan”.

Setelah itu, pasir pun diayak dengan ukuran saringan maksimal 3 mm, agar

ukurannya seragam dan terbebas dari benda-benda asing. Proses ini pun meniadakan

pengayakan pasir di lokasi pembangunan yang pada akhirnya menghemat tenaga tukang.

Menghemat Anggaran

Ada anggapan bahwa semen instan ini mahal. "Memang harganya lebih mahal

dibandingkan harga campuran semen dan pasir biasa; sekitar 10 – 15 persenlah, "Namun,

yang bisa dihemat adalah tenaga tukang dan waktu pengerjaan," tambahnya. Ini pun suatu

bentuk penghematan, bukan? Selain itu, dengan mengira-kira jumlah masing-masing bahan

pada adukan konvensional, anggaranpembangunan rumah juga sulit diperkirakan di awal.

Kadang pasir yang dibeli berlebih, atau semen habis saat sedang dibutuhkan. Tentu ini tidak

efisien dan akhirnya biaya pun membengkak. Pada semen instan, daya sebar sudah tertera

pada kemasan, sehingga bisa diperkirakan berapa sak semen yang dibutuhkan untuk

membangun dinding sekian meter,misalnya.

Untuk Berbagai Keperluan

Semen instan banyak jenisnya. Ada yang khusus untuk pemasangan batu bata atau

bata ringan (misalnya hebel dan celcon block), untuk plesteran, serta untuk acian. Ada juga

semen instan yang digunakan untuk memasang batu alam serta keramik pada dinding.

Kandungan bahan semen instan untuk masing-masing fungsi tersebut tentu berbeda-beda.

Semen instan untuk pemasangan batu alam, misalnya, harus memiliki daya rekat

yang lebih kuat karena batu alam bobotnya berat. Untuk acian, kandungan semen instan

diramu agar mampu menghasilkan lapisan yang halus mulus serta berwarna muda. Warna

abu-abu muda ini dihasilkan dari penggunaan pasir putih, sedangkan kehalusan lapisan acian

semen instan membuat dinding tidak perlu lagi dilapisi plamur saat akan dicat dan membuat

warna cat menutup lebih cepat.

Gambar 1. Flowchart pembuatan ekosemen

Kendala

Salah satu kendala utama pengembangan ekosemen adalah proses produksinya yang relatif mahal

apabila dibandingkan dengan produksi semen konvensional. Hal ini disebabkan oleh proses pemisahan

klor pada produksi ekosemen yang memakan banyak biaya. Keberadaan klor sendiri diakibatkan karena

adanya plastik vinil yang ikut tercampur pada sampah organik. Pada pembuatan abu insenarasi, plastik

vinil akan ikut terurai menjadi klor. Klor akan menurunkan kekuatan konkrit ekosemen apabila tidak

dipisahkan. Hal tersebut membuat pemisahan plastik dari sampah organik secara seksama menjadi kunci

utama pada produksi ekosemen.

Kualitas Ekosemen

Hingga saat ini, terdapat dua macam tipe ekosemen (berdasarkan penambahan alkali dan

kandungan klor) yaitu tipe biasa dan tipe rapid hardening. Ekosemen tipe biasa mempunyai kualitas

sama baiknya dengan semen Portland biasa. Tipe ekosemen ini digunakan sebagai ready mixed concrete

sedangkan ekosemen tipe fast hardening memiliki kekuatan konkrit serta pengerasan yang lebih cepat

dibanding semen Portland tipe high-early strength (lihat Fig 2). Ekosemen tipe fast hardening digunakan

pada blok arsitektur, bahan genteng, pemecah ombak, dan lain sebagainya. Ekosemen tipe fast

hardening telah melewati standardisasi JIS (Japanese Industrial Standard).

Gambar 2. Perbandingan kekuatan ekosemen dibandikan dengan semen Portland

Manfaat Ekosemen

Pengolahan sampah menjadi semen akan menambah metode alternatif pengolahan sampah

yang lebih bernilai ekonomis dan biaya pengolahan sampah akan menjadi lebih murah. Sebagai

contohnya, di Jepang, biaya pengolahan sampah konvensional sebelum keberadaan teknologi ekosemen

ialah sebesar 40,000 yen/ton dan sekarang turun menjadi 39,000 yen/ton.

Selain itu, teknologi ekosemen sangat ramah lingkungan. Pada proses produksi ekosemen, sebagian CaO

yang dibutuhkan dapat diperoleh dari abu insenerasi sehingga mengurangi penggunaan batu kapur

(CaCO2) yang selama ini merupakan sumber emisi gas CO2 pada industri semen. Atas keberhasilan dalam

mengurangi emisi CO2 ini, teknologi ekosemen mendapat penghargaan dari menteri lingkungan Jepang

atas peranannya dalam mencegah pemanasan global.

Peluang di Indonesia

Indonesia merupakan sebuah negara yang belum bisa lepas dari masalah sampah. Mulai dari

penolakan warga masyarakat sekitar TPA akibat kepulan asap dan bau yang ditimbulkan oleh

pengolahan sampah dengan PLTSa hingga kejadian yang tidak pernah dilupakan Tragedi Leuwigajah

yang merenggut 24 nyawa tak bersalah.

Sudah banyak upaya yang dilakukan untuk mencari solusi penyelesaian masalah sampah

Indonesia termasuk dengan cara mengubah sampah tersebut menjadi sumber energi (methane).

Namun, akibat kurangnya prospek dari segi ekonomi, perkembangan proses konversi tersebut dapat

dikatakan masih jalan di tempat. Dengan berhasilnya Jepang dalam mengolah sampah menjadi semen,

muncul peluang yang besar untuk melakukan hal yang sama di Indonesia. Untuk masalah bahan baku, di

Jakarta, sampah domestik yang dihasilkan mencapai lebih dari 6000 ton/hari. Dari segi proses, dapat

dikatakan bahwa prinsip pembuatan ekosemen hampir sama dengan pembuatan semen biasa. Apabila

Pemerintah dan pihak industri dapat bekerja sama dengan baik, masalah sampah akan teratasi dan

pihak industri meningkatkan keuntungan dengan adanya pengurangan penggunaan limestone sebesar

26%.

Satu faktor utama yang menentukan keberhasilan proses pengolahan sampah ialah regulasi

pemerintah, khususnya pemerintah kota/daerah, dalam mengelola sampah dengan baik. Salah satu cara

yang dapat ditempuh ialah melalui penggalakkan kampanye pemisahan sampah antara sampah organik,

sampah anorganik, sampah botol, dan sampah kaleng serta kemudian menjadikannya sebagai kebiasaan

warga Indonesia secara luas. Dimulai dari hal sederhana tersebut, peluang pemanfaatan sampah

menjadi semen atau produk yang lain dapat dilakukan pihak industri dengan lebih ekonomis.