Dalam hal bangunan, tentu kita sering mendengar cerita tentang kemampuan nenek moyang merekatkan batu-batu raksasa hanya dengan mengandalkan zat putih telur, ketan ataupun yang lainnya. Hasilnya? berdirilah bangunan fenomenal, seperti Candi Borobudur atau Candi Prambanan di Indonesia ataupun jembatan di Cina yang menurut legenda menggunakan ketan sebagai perekat. Ataupun menggunakan aspal alam sebagaimana peradaban di Mahenjo Daro dan Harappa di India ataupun bangunan kuno yang dijumpai di Pulau ButonLegenda tadi menunjukkan dikenalnya fungsi semen sejak zaman dahulu. Sebelum mencapai bentuk seperti sekarang, perekat dan penguat bangunan ini awalnya merupakan hasil percampuran batu kapur dan abu vulkanis. Pertama kali ditemukan di zaman Kerajaan Romawi,
1. Sejarah Semen
Semen berasal dari kata caementum (bahasa Latin), yang artinya kira-kira "memotong menjadi bagian-bagian kecil tak beraturan". Semen secara alamiah terdapat dalam bentuk kalsium karbonat, sebagai bahan dasar yang banyak ditemukan dalam pembentukan gua dan lautan.
Semen pertama kali diproduksi pada jaman Kerajaan Romawi, tepatnya di Pozzuoli, dekat teluk Napoli, Italia. taktala bangsa romawi menggunakan kapur dan abu vulkanik yang dinamakan pozzuolana, untuk menghasilkan semen hidrolik yang mengeras di bawah air. Proses ini tenggelam popularitasnya, menyusul runtuhnya Kerajaan Romawi, sekitar abad pertengahan (tahun 400 M) resep ramuan pozzuolana sempat menghilang dari peredaran.
Sampai pada akhirnya bangsa Inggris menemukan proses pembuatan semen di abad ke-18. John Smeaton - insinyur asal Inggris - menemukan kembali ramuan kuno berkhasiat luar biasa ini. Dia membuat adonan dengan memanfaatkan campuran batu kapur dan tanah liat saat membangun menara suar Eddystone di lepas pantai Cornwall, Inggris.
Ironisnya, bukan Smeaton yang akhirnya mematenkan proses pembuatan cikal bakal semen ini. Adalah Joseph Aspdin, juga insinyur berkebangsaan Inggris, pada 1824 mengurus hak paten ramuan yang kemudian dia sebut semen portland. Dinamai begitu karena warna hasil akhir olahannya mirip tanah liat Pulau Portland, Inggris. Hasil rekayasa Aspdin inilah yang sekarang banyak dipajang di toko-toko bangunan.
Sebenarnya, adonan Aspdin tak beda jauh dengan Smeaton. Dia tetap mengandalkan dua bahan utama, batu kapur (kaya akan kalsium karbonat) dan tanah lempung yang banyak mengandung silika (sejenis mineral berbentuk pasir), aluminium oksida (alumina) serta oksida besi. Bahan-bahan itu kemudian dihaluskan dan dipanaskan pada suhu tinggi sampai terbentuk campuran baru.
Selama proses pemanasan, terbentuklah campuran padat yang mengandung zat besi. Nah, agar tak mengeras seperti batu, ramuan diberi bubuk gips dan dihaluskan hingga berbentuk partikel-partikel kecil mirip bedak.
Sementara di amerika serikat semen hidrolik ditemukan di New York tahun 1818 untuk membangun kanal Erie.
2. Proses Pembuatan Semen Portland
Campuran dasar pembuatan semen Portland terdiri atas 60 persen kapur, 25 persen silica, dan 10 persen alumina. Pengikat campuran ini terdiri atas besi oksida dan gypsum.
Dalam pembuatan semen, batu kapur keras dan bahan dasar lainnya dihancurkan menjadi halus dan kemudian dipanaskan hingga mencapai suhu sampai 2600-3000°F, dalam sebuah tempat pembakaran kapur yang berputar (berbentuk silinder dengan posisi yang selalu mendatar). Semua bahan mentah tadi dicelupkan dari bagian atas, dan setelah sekitar empat jam partikel-partikel akan muncul dari dasar tempat pembakaran menjadi bentuk klinker yang berukuran sebesar kelereng. dengan menambahkan sedikit gypsum dalam klinker tadi, yang kemudian akan bereaksi bersama, terjadi bubuk berwarna abu-abu sebagai hasil akhir prosuksi semen. Kemudian bahan ini disimpan dalam gudang-gudang untuk kemudian dimasukkan dalam kantong atau dikirim.
Terdapat lima jenis/tipe semen Portland, sebagai berikut:
Tipe 1. Semen Portland Biasa
Tipe 2. Semen Portland Modifikasi
Tipe 3. Semen Portland Kekuatan Tinggi Dini
Tipe 4. Semen Portland Hidrasi Panas Rendah
Tipe 5. Semen Portland Penahan Sulfat
3. Susunan Kimia
a. Trikalsium Silikat (3CaO.SiO2) atau C3S
b. Dikalsium Silikat (2CaO.SiO2) atau C2S
c. Trikalsium Aluminat (3CaO.Al2O3) atau C3A
d. Tetrakalsium Aluminoferit (4CaO.Al2O3.Fe2O3) atau C4AF
4. Produksi Semen
Langkah Utama Proses Produksi Semen adalah:
Penggalian/Quarrying:Terdapat dua jenis material yang penting bagi produksi semen: yang pertama adalah yang kaya akan kapur atau material yang mengandung kapur (calcareous materials) seperti batu gamping, kapur, dll., dan yang kedua adalah yang kaya akan silika atau material mengandung tanah liat (argillaceous materials) seperti tanah liat. Batu gamping dan tanah liat dikeruk atau diledakkan dari penggalian dan kemudian diangkut ke alat penghancur.
Penghancuran: Penghancur bertanggung jawab terhadap pengecilan ukuran primer bagi material yang digali.
Pencampuran Awal: Material yang dihancurkan melewati alat analisis on-line untuk menentukan komposisi tumpukan bahan.
Penghalusan dan Pencampuran Bahan Baku: Sebuah belt conveyor mengangkut tumpukan yang sudah dicampur pada tahap awal ke penampung, dimana perbandingan berat umpan disesuaikan dengan jenis klinker yang diproduksi. Material kemudian digiling sampai kehalusan yang diinginkan.
Pembakaran dan Pendinginan Klinker: Campuran bahan baku yang sudah tercampur rata diumpankan ke pre-heater, yang merupakan alat penukar panas yang terdiri dari serangkaian siklon dimana terjadi perpindahan panas antara umpan campuran bahan baku dengan gas panas dari kiln yang berlawanan arah. Kalsinasi parsial terjadi pada pre‐heater ini dan berlanjut dalam kiln, dimana bahan baku berubah menjadi agak cair dengan sifat seperti semen. Pada kiln yang bersuhu 1350-1400°C, bahan berubah menjadi bongkahan padat berukuran kecil yang dikenal dengan sebutan klinker, kemudian dialirkan ke pendingin klinker, dimana udara pendingin akan menurunkan suhu klinker hingga mencapai 100 °C.
Penghalusan Akhir: Dari silo klinker, klinker dipindahkan ke penampung klinker dengan dilewatkan timbangan pengumpan, yang akan mengatur perbandingan aliran bahan terhadap bahan-bahan aditif. Pada tahap ini, ditambahkan gipsum ke klinker dan diumpankan ke mesin penggiling akhir. Campuran klinker dan gipsum untuk semen jenis 1 dan campuran klinker, gipsum dan posolan untuk semen jenis P dihancurkan dalam sistim tertutup dalam penggiling akhir untuk mendapatkan kehalusan yang dikehendaki. Semen kemudian dialirkan dengan pipa menuju silo semen.
5. Jenis-jenis Semen di Indonesia
SNI 15-0129-2004: Semen portland putih
SNI 15-0302-2004: Semen portland pozolan / Portland Pozzolan Cement (PPC)
SNI 15-2049-2004: Semen portland / Ordinary Portland Cement (OPC)
SNI 15-3500-2004: Semen portland campur
SNI 15-3758-2004: Semen masonry
SNI 15-7064-2004: Semen portland komposit
6. Pabrik-pabrik Semen di Indonesia
PT.Semen Baturaja Persero (Semen Baturaja)
PT.Semen Padang (Semen Padang)
PT.Semen Bosowa (Semen Bosowa)
PT.Semen Andalas (Semen Andalas)
PT.Semen Nusantara
PT.Semen Tonasa
7. Pengaduk Semen Sederhana
Lazimnya, untuk mencapai kekuatan tertentu, semen portland berkolaborasi dengan bahan lain. Jika bertemu air (minus bahan-bahan lain), misalnya, memunculkan reaksi kimia yang sanggup mengubah ramuan jadi sekeras batu. Jika ditambah pasir, terciptalah perekat tembok nan kokoh. Namun untuk membuat pondasi bangunan, campuran tadi biasanya masih ditambah dengan bongkahan batu atau kerikil, biasa disebut concrete atau beton.
Beton bisa disebut sebagai mahakarya semen yang tiada duanya di dunia. Nama asingnya, concrete - dicomot dari gabungan prefiks bahasa Latin com, yang artinya bersama-sama, dan crescere (tumbuh). Maksudnya kira-kira, kekuatan yang tumbuh karena adanya campuran zat tertentu. Dewasa ini, nyaris tak ada gedung pencakar langit berdiri tanpa bantuan beton.
Meski bahan bakunya sama, "dosis" semen sebenarnya bisa disesuaikan dengan beragam kebutuhan. Misalnya, jika kadar aluminanya diperbanyak, kolaborasi dengan bahan bangunan lainnya bisa menghasilkan bahan tahan api. Ini karena sifat alumina yang tahan terhadap suhu tinggi. Ada juga semen yang cocok buat mengecor karena campurannya bisa mengisi pori-pori bagian yang hendak diperkuat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar