BAB II

BAHAN SEMEN DAN PERSYARATANNYA

2.1 Bahan Semen

Dalam pembahasan bahan beton dan persyaratannya tidak bisa lepas dari standar-

standar yang sering digunakan di Indonesia, misalnya Standar Industri Indonesia (SII),

American Society for Testing Material (ASTM) dan British Standard (BS) serta Standar SK

SNI S-04-1989-F. Didalam standar-standar tersebut dijelaskan bagaimana mengenai

pengujian dan syarat-syarat bahan yang dapat dipakai untuk beton. Standar Bangunan

Bagian A, SK SNI S-04-1989-F, Bab I Standar-standar dan syarat-syarat yang diterbitkan

oleh Departemen Pekerjaan Umum melalui Yayasan LPMB, Bandung.

Dalam pelaksanaannya menurut Standar SK SNI S-04-1989-F, rekaman lengkap

dari hasil uji bahan semen dan beton harus disimpan dengan baik oleh pengawas ahli dan

selalu tersedia untuk keperluan pemeriksaan selama pekerjaan dan selama 2 tahun sesudah

proyek bangunan tersebut dilaksanakan.

2.2 Semen Portland

2.2.1 Pembuatan Semen dan Komponen Utamanya

Dari definisi Semen Portland (PC) dapat dilihat bahwa semen portland dibuat dari

Cacareous seperti batu kapur (limestone atau chalk) dan bahan silika atau aluminium yang

terdapat pada tanah liat (clay atau shale). Batu kapur mengandung komponen CaO,

lempung mengandung komponen SiO2 dan Al2O3 (oksida alumina) dan FeO3 (oksida besi).

Pada dasarnya proses pembuatan semen portland terdiri dari penggilingan,

pencampuran menurut suatu proses tertentu dan pengawasan harus ketat. Dengan

penggilingan dari klinker bulat yang berputar disertai pemanasan mencapai

material akan menjadi klinker. Klinker ini dipindahkan dan digiling sampai halus (fine

powder), disertai penambahan 3-5% gips (gypsum) untuk mengendalikan setting time akan

menghasilkan semen portland yang siap untuk digunakan sebagai bahan pengikat dari

campuran beton.

C°1450

Semen portland ini dapat langsung dimasukkan kantong-kantong atau mobil

container dan silo tempat penyimpanan dari semen.

II - 1

Secara jelas proses pembuatan semen dapat dilihat pada Gambar 2.1 dan

Gambar 2.2

Bahan semen yang digiling dalam kondisi basah dan kondisi kering masing-masing

disebut proses basah dan proses kering. Diameter kilen berkisar 5-7 meter dan panjang

kilen dapat mencapai 230 meter.

Lime Stone

Quarrying Crushing

Other row Materials

Clay, shale, Quarrying crushing

Storage

Granding & blending

Storage

Storage & Final blending

Burning (kilen)

Penyimpanan

Preheater

Storage

Finishing grinding

Distribusi ke pasaran

Gambar 2.1 Sket Pembuatan Semen Portland

Gypsum

II - 2

cooling1550°C

1450°

Clinker out

Formatin of C3S

Formation of melt

Initial formation of C2S

Clay dicomposesFormation of Initial composedFree

water Lime stone dicimposes

50°

450°C

600°

800°C

zone calculation

zone dehidration

zone clinkering

1000°

1200°C

1350°

1350°C

Gambar 2.2 Sketsa kondisi dan reaksi dalam tipical rotary kilen (proses kering)

2.2.2 Komponen karakteristik dari Semen Portland

Secara diagram pembentukan komponen karakteristik dari hidrasi dari portland

semen dapat digambarkan seperti Gambar 2.3.

Unsur (senyawa) C3S C2S C3A C4AF semen

Semen Portland Type I II III IV V

Komponen CaO SiO Al2O3 Fe2O3 Oksida

Hasil Hidratasi C-S-H (gel) Ca(OH)2

Elemen O Si Ca Al Fe

Gambar 2.3 Pembentukan komponen karakteristik dan

hidratasi dari portland semen

II - 3

Mengenai hasil hidratasi semen yaitu Calsium Silikat Hidrat, Tricalsium Alumina Hidrat.

2 C3S + 6 H C3S2H3 + 3 CH

2 C2S + 4 H C3S2H3 + CH

C3A + CSH2 + 10 H C4ASH12

C3A + CH + 12 H C4AH13

C4AF + 2 CH + 2 CSH2 + 18 H C8AFS2H24

C4AF + 4 CH + 22 H. C8AFH26

dimana,

S = SO3 ; H = H2O ; CH = Ca(OH)2 Pemilihan Pemakaian Bahan Semen

a. Semen untuk membuat campuran beton harus memenuhi salah satu dari ketentuan

berikut :

1. SNI 15 - 2049 – 1994 Semen Portland ( ASTM C 150 )

2. “Spesifikasi Semen Blended Hidrolis” ( ASTM C 595 ), kecuali type S dan

type SA yang tidak diperuntukkan sebagai unsur pengikat utama struktur

beton.”

3. “Spesifikasi Semen Hidrolis Ekspansif” ( ASTM C 845 )

b. Semen yang digunakan pada pekerjaan konstruksi harus sesuai dengan semen yang

digunakan pada perhitungan porporsi campuran beton, yang berkaitan dengan

kekuatan dan karakteristik yang harus diperhatikan.

Hal ini berarti bahwa semen yang dipakai untuk satu jenis pekerjaan harus berasal dari

sebuah produsen semen yang telah menetapkan standar pengujian terhadap bahan semen

yang diproduksi

Bila dipakai semen dari produsen yang berbeda maka akan berpengaruh pada :

- perhitungan proporsi campuran beton

- berat jenis dan berat volume beton

- waktu pengikatan dan waktu pengerasan beton

Dengan demikian akan berpengaruh dalam pelaksanaan pekerjaan pembetonan, jadi untuk

satu proyek harus dipakai satu produsen semen.

II - 4

Pada dasarnya semen yang dipergunakan dalam pembuatan beton ialah semen

portland dan semen portland pozolan. Didalam SII 0132-81 dinyatakan semen tersebut

harus memenuhi syarat-syarat :

- Klasifikasi semen portland (ada 5 jenis)

- Syarat mutu yang terdiri dari :

• Syarat kimia

• Syarat fisika

Untuk semen portland pozolan harus memenuhi syarat-syarat yang ada dalam SII 0132-75

atau ASTM C595 “Spesification for Blended Hidraulic Cement“, dan ASTM C595.

Dalam spesifikasi SII 0132-75 dinyatakan bahwa semua portland pozolan harus

memenuhi :

- Golongan semen portland pozolan jenis SPP 400 dan SPP 200

- Syarat mutu

- Syarat kimia

- Syarat fisika

2.2.3 Persyaratan Semen

a. Yang disebut semen hidrolik adalah suatu bahan pengikat yang mengeras jika

bereaksi dengan air serta menghasilkan produk yang tahan air. Contoh-contoh

semen hidrolik adalah semen portland, semen alumina, semen putih dll. Gips,

bukan merupakan semen hidrolik, karena setelah mengeras bereaksi dengan air,

produk ini larut dengan air.

Kapur yang telah mengeras adalah tahan air tetapi mengerasnya kapur setelah

bereaksi dengan karbon dioksida, bukan dengan air.

b. Komponen utama dari semen portland adalah :

- Batu kapur yang mengandung komponen CaO (kapur,lime)

- Lempung yang mengandung komponen SiO2 (silika), Al2O3 (oksida

alumina), Fe2O3 (oksida besi)

II - 5

Bahan-bahan ini dengan pengawasan yang ketat, digiling dan dicampur menurut

suatu proses tertentu. Campuran ini dipanaskan dalam oven pada suhu sampai

menjadi klinker. Klinker ini dipindahkan, digiling sampai halus disertai penambahan 3-5 %

gips untuk mengendalikan waktu pengikatan semen supaya tidak berlangsung terlalu cepat.

C°±1450

Reaksi-reaksi yang terjadi waktu proses pembuatan semen adalah sebagai berikut :

1) Batu kapur : CaO + CO2

Kapur karbon dioksida

Lempung : SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O

Silica alumina oksida besi air

2) 3CaO + SiO2 3 CaOSiO2

Trikalsium silikat (C3S)

2CaO + SiO2 2 CaOSiO2

Dikalsium silikat (C2S)

3CaO + Al2O3 3 CaO.Al2O3

Trikalsium Aluminat (C3A)

4CaO + Al2O3 + Fe2O3 4 CaO.Al2O3.Fe2O3

Tetrakalsium Aluminoferit (C4AF)

Bahan-bahan tersebut merupakan klinker semen.

Trikalsium silikat (C3S), Trikalsium Aluminat (C3A) dan Tetrakalsium Aluminat

dan Tetrakalsium Aluminoferit (C4AF) merupakan komponen karakteristik dari semen

portland.

II - 6

2.3 Evaluasi Semen Portland

2.3.1 Sifat-sifat teknis semen portland

Sifat-sifat semen portland bergantung kepada :

- Susunan kimia

- Kadar gips

- Kehalusan butirannya

a. Apabila dilakukan analisis kimia mengenai semen portland, maka dapat diketahui

komposisisnya. Sebagai contoh dibawah ini tercantum hasil analisa suatu jenis semen

tertentu.

Komponen

CaO

SiO2

Al2O3

Fe2O3

MgO

SO3

K2O + Na2

Ignitionloss

Bahan-bahan sisa

Balace

(Mn. Ti dsb.)

Jumlah

Prosentase (%)

64.0

19.0

5.5

3.5

1.4

1.9

1.1

2.1

0.6

0.9

100 %

Lain-lain

SR =2.6

AR = 1.6

LSF = 1.01

C3S = 59.4

C2S = 10.0

C3A = 8.7

C4AF = 10.3

Dari hasil analisa diatas jelas tampak bahwa kapur merupakan komponen yang

jumlahnya terbanyak, disusul oleh silika, alumina dan oksida besi. Oksida-oksida itu

II - 7

merupakan ke-4 oxida utama dalam semen portland. Disamping itu terdapat juga

komponen lainnya, jumlah oksida-oksida tersebut berkisar antara :

Kapur (CaO) 60 – 66 %

Silica (SiO2) 19 – 25 %

Alumina (Al2O3) 3 – 8 %

Oksida besi (Fe2O3) 1 – 5 %

Oksida magnesium (MgO) dibatasi sampai dengan 4 %.

b. Komposisi mineral dalam prosen berat menurut BOGUE dapat ditentukan dari hasil

analisa kimia sebagai berikut :

Trikalsium Silikat :

C3S = 3CaO. SiO2 = 4O7CaO – ( 7.6SiO2 + 6.72Al2O3 + 1.43Fe2O3 + 2.85SO3 )

Dikalsium Silikat :

C2S = 2 CaOSiO2 = 2.87 SiO2 – 0.754 C3S

Trikalsium Aluminat :

C3A = 3 CaO.Al2O3 = 2.65 Al2O3 – 1.69 C3S

Tetrakalsium Alumino Ferit

C4AF = 4 CaO.Al2O3.Fe2O3

c. Tipe-tipe semen portland bisa diperoleh dengan mengadakan variasi-variasi dalam

proporsi-proporsi relatif dari komponen-komponen karakteristiknya serta derajat

kehalusan penggilingan bahan klinkernya, misalnya :

untuk bangunan-bangunan beton yang akan mendapat serangan sulfat, harus

digunakan semen dengan kadar C4A dan C4AF yang rendah.

untuk pembetonan sebuah atau pembetonan bangunan luas lainnya harus

digunakan jenis semen yang mengeluarkan panas hidrasi rendah.

d. Komposisi kimia semen portland dapat dinilai dengan menentukan perbandingan Silika

SR (Silika Ratio) dan perbandingan Alumina AR (Alumina Ratio).

3232

2

OFeOAlSiOSR+

=

II - 8

Nilai SR menunjukkan apakah semen itu kaya akan Silika atau tidak.

Pada umumnya 1.6 < SR < 3.5 dengan nilai rata-rata 2.0 – 2.5

0.232

32 ==OFeOAl

AR

Nilai-nilai AR yang lebih rendah dijumpai pada jenis semen yang tahan terhadap

sulfat, sedangkan harga-harga AR yang lebih tinggi dijumpai pada semen putih. Akan

tetapi biasanya nilai AR yang dikehendaki adalah nilai AR yang serendah mungkin.

Faktor kejenuhan kapur atau lime saturation factor LSF, adalah perbandingan jumlah

kapur dalam prosen berat semen terhadap ke 3 jumlah komponen-komponen utama

pembuat klinker,

32322 OFeOAlSiO

CaOLSF++

=

Apabila nilai LSF terlalu rendah, maka semen kekurangan komponen C3S. Jika harga

LSF lebih besar dari 1.0, maka semua Silika menjadi Calsium Silikat sehingga dalam

semen terdapat Kapur bebas. Bilamana nilai C3S terlalu rendah, maka mutu semen

jelek. Kapur bebas dalam semen akan menyebabkan semen yang terhidrasi itu tidak

stabil volumenya.

Jadi secara umum 0.66 < LSF < 1.02. LSF lebih besar dari 1.02 (LSF>1.02) mutu

semen jelek karena terdapat kapur bebas dalam semen.

LSF = 1.00 semua Silika yang terdapat dalam bentuk C3S.

LSF < 1.00 Silika yang terdapat dalam bentuk campuran C2S dan C3S.

LSF < 0.66 terdapat terlalu banyak C2S.

e. Disamping komponen-komponen utama, dalam semen terdapat pula bahan-bahan lain

dalam jumlah kecil, akan tetapi mempengaruhi sifat-sifatnya. Adapun baha-bahan

tersebut adalah :

1) Magnesia, MgO

Seperti pada saat mencampur kapur (CaO) dengan air, bilamana Oxida

Magnesium tercampur dengan air, maka hal ini akan diikuti oleh penambahan volume.

II - 9

Dengan sendirinya penambahan volume itu akan dialami oleh beton yang menggunakan

bahan tersebut disertai dengan retak-retak. Kadar MgO dibatasi sampai 5%.

2) Sulphuric Anhydrate (sisa asam sulfit), SO3

SO3 merupakan bahan yang sangat penting dalam semen portland, karena berfungsi

sebagai pengatur waktu pengikatan semen. SO3 terdapat dalam gips Ca SO4. Apabila

kadar gips terlalu tinggi, maka selam berlangsungnya proses pengerasan akan timbul

pengembangan gips. Oleh karena itu kadar SO3 biasanya dibatasi sampai dengan

2.5 – 3.0 %.

3) Alkali, Na2O dan K2O

Na2O dan K2O selalu dijumpai dalam bahan-bahan baku untuk semen. Apabila

bahan agregat yang akan digunakan untuk campuran beton mengandung Silikat reaktif,

maka akan timbul reaksi kimia yang merugikan beton.

Hidroksida-hidroksida Alkali terjadi dari alkali-alkali yang terdapat pada semen

yang sedang mengeras, akan menyerang butir-butiran agregat yang mengandung silika

reaktif itu. Sebagai hasil reksi kimia itu akan terjadi “ gel-gel alkali “ dari jenis yang

dapat mengembang tak terbatas. “Gel-gel” ini akan menyerap air, kemudian

mengembang sedemikian sehingga dapat menyebabkan tegangan-tegangan intern yang

menjalar dan kemudian menimbulkan pengembangan menyeluruh.

Pengembangan yang meluas ini akan menimbulkan retak-retak serta pecah-pecah

dalam beton, dan akhirnya merusak seluruhnya. Bahan-bahan reaktif seperti opal,

tridymite, opaline silika, chalcodony, bila keadaan memaksa dapat dipergunakan asalkan

memakai jenis semen portland dengan kadar alkali rendah yaitu kurang atau sama

dengan 0.6 % ( < 0.6% ).

4) Kehilangan berat akibat pemanasan (Ignitionloss)

Substansi yang terbuang dari semen akibat pemanasan adalah air dan karbon

dioksida. Kehilangan berat akibat pemanasan menunjukkan bahwa semen yang

bersangkutan mempunyai kadar air tinggi. Kadar air yang tinggi dalam semen dapat

menyebabkan waktu pengerasan yang lama. Berdasarkan pengurangan berat yang

diijinkan adalah 5% pada suhu . Oleh karena semen merupakan bahan yang C°1000

II - 10

higroskopis maka selama penyimpanannya di gudang harus diusahakan agar supaya

tidak dapat menghisap air akibat udara lingkungan yang lembab, harus diusahakan pula

agar supaya semen disimpan di tempat-tempat kering serta bebas dari aliran udara.

5) Kehalusan Butiran

Kehalusan butiran-butiran semen mempengaruhi waktu pengerasan pasta semen.

Lebih luas permukaan yang dapat dihidrasi, lebih banyak gel semen dapat terbentuk

pada umur muda, maka lebih tinggi kekuatan tekan awal yang dapat dicapai oleh semen.

Akan tetapi gel semen yang terbentuk itu memperlambat waktu hidrasi akibat suatu aksi

gel-gel sendiri yang mencegah terbentuknya gel-gel lain lebih cepat, jika telah terbentuk

gel-gel semen dalam jumlah besar.

Oleh karenanya, penggilingan extra halus butiran-butiran semen itu, efisien dalam

penambahan kekuatan tekan hanya sampai pada umur 7 hari.

Sifat-sifat yang berhubungan dengan kehalusan butiran-butiran semen adalah :

Kekuatan awal tinggi

Cepat mundurnya mutu semen jika dipengaruhi cuaca

Reaksi kuat dengan bahan agregat reaktif

Retak-retak

Daya penyusutan tinggi

Pengikatan yang cepat

Kebutuhan air yang banyak

Mengurangi bleeding

Semen portland biasa mempunyai luas permukaan minimum 2250 cm2 per gram,

sedangkan semen yang cepat mengeras 3200 cm2 per gram.

2.4 Semen Portland Khusus (Special)

a. Mineral-mineral dalam semen portland secara individu masing-masing mempunyai sifat-

sifat tersendiri mengenai batas waktu hidrasi, perkembangan kekuatan tekan,

perkembangan panas hidrasi dan sebagainya.

Dengan menentapkan batas-batas tertentu pada kombinasi kimianya, terbuka

kemungkinan untuk mengubah sifat-sifat semen portland sedemikian sehingga menjadi

lebih cocok bagi penggunaannya dalam keadaan-keadaan khusus.

II - 11

b. Kita mengenal 5 tipe semen portland yaitu tipe I, II, III, IV, V sesuai dengan klasifikasi

yang ditentukan oleh ASTM. Apabila semen bereaksi dengan air maka timbulah panas

hidrasi yang cukup banyak. Komponen C3S dan C3A menghidrasi cukup cepat,

sedangkan C2S dan C3AF menghidrasi lebih lambat serta mengeluarkan panas hidrasi

dengan kecepatan yang lebih rendah.

Banyaknya panas untuk 1 gram bahan dalam kalori per gram pada saat terjadi hidrasi

ialah :

136 (C3S) + 62 (C2S) + 200 (C3A) + 30 (C4AF)

Tabel 2.1 Tipe-tipe semen sesuai standar ASTM

Prosentase

Tipe ASTM

Penggunaan

Karakteristik C3S C2S C3

A

C3A

F

Tipe I

Biasa, penggunaan

umum

Bangunan-

bangunan beton

biasa

53

24

8

8

Tipe II

Modified panas

hidrasi, ketahanan

terhadap sulfat sedang

Pembetonan

massal

dan biasa

-

47

max

50

32

3

max

8

12

Tipe III

Cepat mengeras

Kekuatan awal tinggi

Pembetonan di

musim dingin

-

58

16

8

8

Tipe IV

Panas hidrasi rendah

Pembetonan

massal

Mempunyai

kadar

26

max

35

54

min

40

2

max

7

12

II - 12

C3A dan C3S

yang tinggi

Tipe V

Tanah terhadap sulfat

Air mengandung

sulfat atau air di

laut

Kadar rendah

dari

C3A dan C3S

max

50

max

5

Semen putih

Beton putih

khusus

Kadar rendah

dari

C3A, C4AF, &

MgO

51

26

11

1

Tipe I :

Dipakai untuk keperluan konstruksi yang tidak memerlukan persyaratan khusus

terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. Cocok dipakai pada tanah dan air yang

mengandung sulfat antara 0,0 - 0,10 % dan dapat digunakan untuk bangunan rumah

pemukiman, gedung-gedung bertingkat dan lain-lain.

Tipe II

Dipakai untuk konstruksi bangunan dari beton massa yang memerlukan ketahanan

sulfat (pada lokasi tanah dan air yang mengandung sulfat antara 0,10 – 0,20 %) dan

panas hidrasi sedang, misalnya bangunan dipinggir laut, bangunan dibekas tanah rawa,

saluran irigasi, beton massa untuk dam-dam dan landasan jembatan .

Dengan memperhatikan rumus untuk menghitung panas hidrasi jelaslah bahwa C3A

dan C3S menghidrasi sangat cepat, sedangkan C2S dan C4AF menghidrasi lambat,

dengan menimbulkan panas hidrasi lebih rendah. Dengan menambah prosentase C2S

dari semen portlad tipe I dan mengurangi prosentase C3A dan C3S diperoleh semen yang

mengeluarkan panas hidrasi lebih rendah; disamping itu semen jenis II ini lebih tahan

terhadap serangan sulfat daripada tipe I. Semen tipe II disebut juga “modified portland

II - 13

cement” dan penggunaannya sama seperti untuk tipe I ditambah dua keuntungan yang

disebut diatas.

Tipe III

Dipakai untuk konstruksi bangunan yang memerlukan kekuatan tekan awal tinggi

pada fase pemulaan setelah pengikatan terjadi, misalnya untuk pembuatan jalan beton,

bangunan tingkat tinggi, bangunan dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap

serangan sulfat.

Semen tipe III disebut juga “semen dengan kekuatan awal tinggi”. Jenis ini

digunakan bilamana kekuatan harus dicapai dalam waktu singkat, walaupun harganya

sedikit lebih mahal. Biasanya dipakai pada pembuatan jalan yang harus cepat dibuka

untuk lalu-lintas; juga apabila acuan itu harus bisa dibuka dalam waktu singkat. Panas

hidrasi 50% lebih tinggi dari pada yang ditimbulkan semen tipe I.

Tipe IV

Dipakai untuk kebutuhan pengecoran yang tidak menimbulkan panas, pengecoran

dengan penyemprotan (setting time lama) yang dalam penggunaannya memerlukan

panas hidrasi yang rendah.

Semen portland tipe IV ini menimbulkan panas hidrasi rendah dengan prosentase

maksimum untuk C3S sebesar 35 %, untuk C3A sebesar 7 % dan untuk C2S prosentase

minimum sebesar 40 %. Tipe IV ini tidak lagi diproduksi dalam jumlah besar seperti

pada waktu pembuatan Hoover Dam, akan tetapi telah diganti dengan tipe II yang

disebut “modified portland cement”.

Tipe V

Dipakai untuk konstruksi bangunan pada tanah/air yang mengandung sulfat

melebihi 0,20 % dan sangat cocok untuk instalasi pengolahan limbah pabrik, konstrksi

dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan dan pembangkit tenaga nuklir.

Semen portland tipe V ini tahan terhadap serangan sulfat serta mengeluarkan panas.

Reaksi antara C3A dan CaSO4 menyebabkan terjadinya Calcium Sulfoaluminate.

II - 14

Dengan cara yang sama, dalam semen yang telah mengeras, hidrat dari C3A dapat

bereaksi dengan garam-garam sulfat dari luar, kemudian membentuk Calcium

Sulfoaluminate di dalam struktur pasta yang telah terhidrasi tersebut.

Penambahan volume pada fase padat, jika terbentuk Calcium Sulfoaluminate dalam

jumlah besar yaitu 227%, sehingga akibat reaksi-reaksi sulfat ini akan terjadi disintegrasi

dari beton.

Reaksi-reaksi lain yang mungkin terjadi antara lain : Ca(OH)2 dengan garam-garam

sulfat dari luar yang hasilnya adalah terbentuknya gips yang diikuti dengan penambahan

volume pada fase padat sebesar 124%.

Reaksi-reaksi tersebut diatas dikenal sebagai serangan-serangan sulfat, yang paling

aktif menyerang ialah garam-garam MgSO4 dan Na2SO4. Serangan-serangan ini akan

dipercepat apabila disertai dengan silih bergantinya keadaan basah dan kering.

Terutama di daerah-daerah yang terkena pengaruh pasang surut pada bangunan-

bangunan beton dilaut menderita serangan-serangan sulfat ini. Gunakanlah semen tipe

V ini untuk menahan serangan-serangan ini.

Semen tipe V ini mengandung kurang dari 5% C3A dan sejumlah terbatas C4AF

dan Mg. Kadar C3S dibatasi sampai dengan 50% oleh karena C3S melepaskan sejumlah

banyak Ca(OH)2 selama berlangsungnya hidrasi, sehingga akan mengurangi ketahanan

semen terhadap serangan kimia.

Oil Well Cement

Semen ini digunakan untuk penyemenan sumuran minyak yang didalamnya dapat

mencapai beberapa ribu feet.

Adukan semen harus tahan terhadap tekanan sampai dengan 1000 atmosfir dan

suhu sampai 247 °F tanpa menunjukkan gejala pengikatan sebelum waktunya.

Dalam semen jenis ini komponen C3A yang cepat menghidrasi tidak digunakan,

disamping itu dibubuhkan bahan-bahan serbuk khusus penghambat waktu pengikatan

semen.

Semen-semen dengan kadar Alkali rendah

II - 15

Jenis semen ini digunakan di negara-negara penghasil agregat yang reaktif terhadap

iklim. Jenis semen ini tidak menggunakan Alkali dalam komposisinya.

Semen Putih

Jenis semen ini dibuat dari batu kapur yang bebas besi, quarts, pasir dan kaolin.

Semen putih menunjukkan suatu produk dari teknologi tertinggi yang dapat dicapai oleh

industri semen. Sesuai syarat-syarat untuk semen portland dapat dipenuhinya.

Oleh karena penggilingan serbuknya mahal, demikian juga bahan bakunya, maka

semen putih termasuk jenis semen portland yang mahal.

2.5 Pengikatan serta Pengerasan Semen Portland

a. Hal penting yang harus mendapat perhatian kita pada semen portland adalah pengikatan

dan pengerasannya.

Semen portland dalam keadaan kering mempunyai energi latent yang besar, energi ini

mulai aktif setelah semen itu dibubuhi air. Masa ini kemudian menjadi plastis sehingga

dapat dikerjakan dengan mudah. Semen portland merupakan bahan pengikat hidrolis,

yang berarti bahwa pengerasannya melulu tergantung pada reaksi kimia yang disebabkan

oleh air dan semen, oleh karenanya semen portland dapat mengeras meskipun didalam

air. Patut diketahui apabila pada saat berlangsungnya proses pengerasan pemberian air

itu kita hentikan maka reaksi kimia antara air dan semen berhenti. Nilai dari semen

portland sebagai bahan pengerasan ditentukan oleh kelangsungan terjadinya reaksi

kimia antara semen dengan air secara baik. Pada umumnya dibutuhkan sebanyak

kira-kira 20% air dari berat semen yang dipakai agar semen itu dapat mengeras.

b. Pada reaksi antara semen dan air kita bedakan menjadi 2 (dua) periode yang berlainan :

periode pengikatan dan periode pengerasan. Pengikatan adalah peralihan dari

keadaan plastis kedalam keadaan keras, sedangkan pengerasan adalah penembahan

kekuatan setelah pengikatan itu selesai.

c. Yang harus kita perhatikan adalah awal pengikatan, yaitu pada saat mulainya semen

menjadi kaku, saat ini ditentukan dalam jam dan menit setelah semen itu kita aduk

dengan air.

II - 16

d. Selanjutnya kita perhatikan waktu pengikatan, yaitu periode yang berlangsung antara

permulaan semen menjadi kaku dan saat semen itu beralih kedalam keadaan keras/padat.

Keadaan ini dapat diartikan bahwa pasta semen telah menjadi keras, akan tetapi belum

cukup kuat. Setelah ini pengerasan berlangsung terus mula-mula secara cepat,

kemudian lebih lambat untuk jangka waktu yang lama.

e. Pengikatan harus terus berlangsung dengan lambat, sebab jika tidak demikian adukan

beton akan sukar dikerjakan. Oleh karena itu spesifikasi-spesifikasi untuk semen

mensyaratkan bahwa awal pengikatan dari pasta semen tidak boleh terjadi kurang dari

satu jam (1 jam) setelah kita membubuhkan air pada semen. Pada umumnya waktu ini

adukan beton berlangsung lebih lama kira-kira 3-5 jam. Namun demikian teknologi

beton menghendaki bahwa semen itu cepat mengeras, karena dengan ini dapat dicapai

keuntungan-keuntungan teknis maupun finansial seperti : waktu pembongkaran acuan

yang dapat dilaksanakan tanpa harus menunggu lama.

f. Dengan memperhatikan hal-hal yang telah diuraikan di atas jelaslah bahwa :

1) Terutama pada saat-saat permulaan, waktu beton sedang mencapai kekuatannya,

harus dijaga agar supaya beton tidak menjadi kering. Hal ini dapat dilaksanakan

dengan pembasahan dengan air, sehingga dapat mencegah penguapan air dari

massa beton.

2) Penusukan dan/atau penggetaran adukan beton dapat dilakukan tanpa

membahayakan, selama belum terjadi pengikatan. Apabila penusukan dan/atau

penggetaran adukan beton dilakukan setelah terjadinya pengikatan, maka kesatuan

yang telah terjadi antara bahan-bahan campuran beton akan terganggu sehingga

tidak akan tercapai kekuatan yang dikehendaki karena semen yang telah mulai

mengikat itu tidak akan mampu mempersatukan kembali butir-butir pasir dan

kerikil.

3) Harus diberikan waktu yang cukup pada beton supaya dapat mengeras serta harus

diusahakan agar supaya reaksi kimia antarase dan air dapat berlangsung

memuaskan tanpa kekurangan air.

II - 17

g. Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi waktu pengikatan awal dari semen.

1) Umur Semen

Selama semen itu disimpan untuk jangka waktu yang lama, maka semen itu

akan menghisap air dan zat asam arang dari udara, sehingga terjadi pra-hidrasi.

Sebagai akibatnya, semen itu akan menunjukkan proses pengikatan yang

lambat. Disamping itu akan dicapai kekuatan tekan lebih rendah.

2) Suhu

Kecepatan suatu reaksi kimia tergantung pada suhu dari masa yang bereaksi

serta suhu lingkungannya. Reaksi antara semen dan air berlangsung lebih

cepat pada suhu yang tinggi (perawatan dengan uap misalnya), akan tetapi

untuk proses pengikatan suhu yang paling tepat kira-kira 23 C°

3) Jumlah air yang Dibutuhkan

Agar reaksi kimia antara semen dan air berlangsung dengan memuaskan,

dibutuhkan air sebanyak kira-kira 20% dari berat semen.

Dalam adukan beton yang memerlukan lebih banyak air, panas hidrasi akan

timbul disebarkan dengan lebih meluas pada bahan-bahan agregat yang lainnya,

sehingga suhu pada saat terjadinya pengikatan akan jauh lebih rendah dari pada

suhu waktu terjadi pengikatan hanya antara air dan semen,sehingga waktu

pengikatan pada adukan beton akan berlangsung lebih lama.

h. Sebagai gambaran tentang pengaruh umur semen terhadap kemunduran mutunya, dapat

dilihat pada hasil penelitian di bawah ini yang berhubungan dengan hal tersebut.

II - 18

Tabel 2.2 Pengaruh umur semen terhadap mutu beton

Waktu

Pengurangan Kekuatan Tekan (%)

Setelah 1 bulan

Setelah 2 bulan

Setelah 6 bulan

Setelah 12 bulan

5 – 10

10 – 20

20 – 30

30 - 40

i. Dibawah ini tertera hasil-hasil penelitian mengenai perbedaan-perbedaan kekuatan tekan

beton dengan menggunakan semen-semen tipe lain dibandingkan dengan kekuatan

tekan beton yang menggunakan semen portland biasa tipe I.

Tabel 2.3 Kekuatan tekan beton dengan menggunakan berbagai macam tipe semen

Kekuatan tekan % dari kekuatan tekan

semen portland

Tipe semen portland

Umur

3 hari

Umur

28 hari

Umur

3 bulan

Tipe I

Biasa, penggunaan

umum

100

100

100

Tipe II

Modified panas hidrasi,

ketahanan terhadap

sulfat sedang

80

85

100

II - 19

Tipe III

Cepat mengeras

Kekuatan awal tinggi

190

130

115

Tipe IV

Panas hidrasi rendah

50

65

90

Tipe V

Tahan terhadap sulfat

65

65

85

Harga-harga tersebut diatas berdasarkan pada contoh-contoh benda uji beton

yang mendapat perawatan dengan pembahasan secara kontinyu sampai tiba

saatnya untuk diperiksa kekuatan tekannya.

j. Semen portland sebagai bahan pengikat dalam konstruksi beton bertulang merupakan

unsur yang sangat penting. Oleh karena semen portland adalah suatu produk kimia yang

mutunya tidak dapat ditentukan dengan pengamatan secara visual, maka mutu semen

portland harus diperiksa di sebuah laboratorium pemeriksaan bahan-bahan.

l. Pengujian semen portland hanya akan mempunyai arti bila kita dapat menyajikan data-

data yang dapat kita bandingkan. Jelaskan bahwa data-data tersebut hanya dapat

diperoleh bilamana ada keseragaman tentang :

a) Komposisi mortar semen yang akan diuji

b) Nilai faktor air semen

c) Cara mencampur dan mengaduk semen

d) Cara mengisi cetakan

e) Cara pengujian benda uji

II - 20

m. Biasanya pengujian semen portland meliputi pengujian secara mekanis. Disetiap negara

yang telah maju pada umumnya telah tersedia spesifikasi-spesifikasi untuk pengujian

semen yang telah dinormalisasikan, di Indonesia dapat digunakan NI-8, juga cara-cara

yang diuraikan dalam ASTM (American Standard for Testing and Materials).

2.6 Cara Pengangkutan dan Penimbunan Semen

2.6.1 Pengangkutan Semen

Di dalam pabrik semen, untuk pengangkutan produk-produk semen dapat berbentuk

kantong empat lapis dengan isi 40 kg - 50 kg. Atau dengan bulk yang pengisiannya sudah

dilengkapi dengan skala timbangan berapa yang diisikan. Baik kantong maupun bulk ini

dapat diangkut dengan truk atau KA khusus untuk semen.

Cara mengatur kantong-kantong semen dalam truk dan KA dapat langsung di bawah belt

conveyor, ditumpuk dengan tenaga manusia sampai sejumlah ± 200 kantong tipa truk dan

± 750 kantong tiap gerbong KA.

Kalau diangkut dengan bulk langsung dibawah silo tergantung kapasitasnya, pengisiannya

biasanya antar 10-12 ton.

Khusus untuk kapal, pengangkutannya harus diketahui :

a) syarat kapal (certificate, trayek)

b) kelas kapal (jenis, tahun, ukuran)

c) kegiatan pemuatan (jumlah pecah, susut, rusak, hilang)

d) kegiatan pembongkaran (sistem bongkar muat, canvas sling, kecepatan,

hasil pembongkaran)

Setelah diadakan perjanjian terperinci baru dilaksanakan pemuatannya lewat pelabuhan

semen, dikirim antar-pulau, maupun untuk eksport.

2.6.2 Penimbunan Semen

Disimpan dalam gudang, sedapat mungkin yang tidak lembab udara, dan tidak dapat

kemasukan air baik dari hujan maupun air tanah yang merembes atau tembus kedalam

gudang.

Kalau persyaratan ini sudah dipenuhi cara menimbun adalah sbb. :

II - 21

a) maximum tinggi tumpukan = 18 kantong

b) dari dinding gudang berjarak 0,5 m

c) dari lantai diberi udara/angin-angin berjarak 10 cm

d) sebagai alasnya sebaiknya dari kayu kering

e) umur semen dalam gudang maksimum 3 bulan

f) selebihnya 3 bulan berakibat mutu semen akan turun

II - 22