Semen Sebagai Bahan Perekat

MATERI AJAR 3

SEMEN SEBAGAI BAHAN PEREKAT

1.      Sejarah Semen Potrland

Sebelum semen yang kita kenal ditemukan, adukan perekat pada bangunan di buat dari kapur padam, pozolan dan agregat (campuran ini sering disebut semen alam). Dan kini bangunan yang menggunakan bahan perekat ini masih banyak ditemukan di Italy. Campuran perekat tersebut tidaklah terlalu kuat, tapi tergantung pula pada sifat pozolan yang di gunakan sebagai bahan perekat. Pozolan adalah bahan yang terbentuk oleh debu dari letusan gunung berapi.

Kapur hidrolis pertama kali ditemukan oleh seorang sarjana sipil yang bernama Jon Smeaton pada tahun 1756. Pada saat itu ia bertugas untuk merehabilitasi menara api yang terletak di Eddystone. Ia mencoba menggabungkan kapur padam dan tanah liat. Kemudian campuran itu ia bakar. Setelah mengeras, bongkahan campuran tersebut di tumbuk hingga menjadi tepung. Yang mana tepung tesebut dapat digunakan kembali dan dapat mengeras di dalam air. Mulai dari percobaan inilah sifat-sifat kapur hidrolis mulai di kenal. Namun perkembangan bahan yang ia temukan masihlah lambat dibandingkan campuran kapur padam biasa.

Pada tahun 1796 penemuan ini kembali dikembangkan oleh James Parker dari Norhfleed, Inggris. Ia mengembangkan campuran yang telah ditemukan oleh Jon, perbedaan dari campuran yang di temukan Jon, batu kapur yang digunakan James sebagai capuran adalah batu kapur yang  mengandung lempung. Seadngkan teknik yang di gunakannya sama dengan yang di lakukan Jon. Pada tahun 1800 produk yang dikembangkan James berkembang pesat, sehingga produknya di beri nama semen roman. Namun perkembangan tersebut hanya bertahan hingga tahun 1850.

Di Inggris tukang batu  yang bernama Joseph Aspdin dari kota Leeds, mencampurkan kapur padam dengan tanah liat, kemudian ia bentuk jadi gumpalan. Lalu di bakar dengan suhu kalsinasi (suhu dimana kapur dapat meleleh) dan setelah itu di tumbuk hingga menjadi tepung. Ketika bahan campuran tersebut mengeras, warna dari bahan berubah menjadi abu-abu. Warna tersebut menyerupai bebatuan di wilayah Portland, maka Joseph memberi nama hasil temuannya sebagai Semen Portland.

Tanggal 21 october 1824, semen Portland Joseph mendapat hak paten dari raja Inggris. Walau pun demikian ia tetap merahasiakan bahan campuran yang ia temukan, dan ia tidak memproduksinya secara masal. Setelah ia wafat, pengembangan dan pemasaran secara masal semen ini di teruskan oleh anaknya yang bernama William Joseph di Jerman.

Tahun 1877 jerman melakukan penilitian lebih lanjut terhadap semen Portland, hingga membentuk asosiasi pengusaha dan ahlli semen. 30 tahun kemudian asosiasi tersebut menyebar hingga ke Inggris dan di Inggris Standard dari semen dibuat.

2. Definisi dan Unsur pokok semen

Semen adalah suatu bahan perekat hidrolis berupa serbuk halus yang dapat mengeras apabila tercampur dengan air.

Semen terdiri dari batu lapur /  gamping yang mengandung kalsium oksida (CaO), tanah liat (lempung) yang mnegandung silika oksida (SiO₂), aluminium oksida (Al₂O₃), besi oksida (Fe₂O₃) dan gips yang berfungsi untuk mengontrol pengerasan.

Semen memiliki 4 unsur pokok, yaitu :

1. Batu kapur (Cao) sebagai sumber utama, terkadang terkotori oleh SiO₂, Al₂O₃, dan Fe₂O₃
2. Tanah liat yang mengandung senyawa SiO₂, Al₂O₃, dan Fe₂O₃
3. Bila perlu ditambahkan pasir kwarsa / batu silika, ini di tambahkan apabila pada tanah liat mengandung sedikit SiO_2.
4. Pasir besi / biji besi, ini ditambahkan apabila  tanah liat mengandung sedikit Fe₂O₃

Pengolahan unsur-unsur tersebut  dengan cara di bakar menjadi terak semen yang biasa disebut klinker. Yang mana klinker memiliki susunan mineral sebagai berikut:

1. Trikalsium silikat (C₃S)

                  Kandungan ke-2 zat ini berkisar 70-80%                              

2. Dikalsium silikat (C₂S)
3. Trikalsium aluminat (C₃A) kandungan ini berkisar 18%
4. Tetrakalsium alumino ferit (C₄AF) kandungan ini berkisar 16 %

Jenis-Jenis Semen Menurut BPS :

-     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.

Proses pembuatan semen dapat dibedakan menurut :

1. 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.

2.   Proses kering : menggunakan teknik penggilingan dan blending kemudian dibakar dengan bahan bakar batubara. Proses ini meliputi lima tahap pengelolaan yaitu :

·         Proses pengeringan dan penggilingan bahan baku di rotary dryer dan roller meal.

·         Proses pencampuran (homogenizing raw meal) untuk mendapatkan campuran    yang homogen.

·          proses pembakaran raw meal untuk menghasilkan terak (clinker : bahan setengah jadi yang dibutuhkan untuk pembuatan semen).

·         proses pendinginan terak.

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

Produksi Semen

Langkah Utama Proses Produksi Semen adalah:

1. 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.
2. Penghancuran: Penghancur bertanggung jawab terhadap pengecilan ukuran primer bagi material yang digali.
3. Pencampuran Awal: Material yang dihancurkan melewati alat analisis on-line untuk menentukan komposisi tumpukan bahan.
4. 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.
5. 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.
6. 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.

Jenis Semen

Jenis semen
No.SNI	Nama
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

Pabrik-Pabrik Semen Di Indonesia

Ø  PT.Indocement Tunggal Prakarsa (Semen Tigaroda)

Ø  PT.Semen Baturaja Persero (Semen Baturaja)

Ø  PT.Semen Padang (Semen Padang)

Ø  PT.Semen Gresik (Semen Gresik)

Ø  PT.Semen Bosowa (Semen Bosowa)

Ø  PT.Semen Andalas (Semen Andalas)

Ø  PT.Semen Cibinong

Ø  PT.Semen Nusantara

Ø  PT.Semen Tonasa                           

Nb: / PT. Semen Terkenal Di Indonesia.

PENGELOMPOKAN INDUSTRI SEMEN

industri semen bukanlah industri tradisional melainkan industri yang modern yang padat modal, sehingga mengharuskan memiliki sistem administrasi yang baik. Oleh karena itu, pengawasan terhadap jumlah produksi maupun penjualan semen dalam rangka perhitungan cukainya tidaklah terlalu sulit.

Hasil akhir industri semen adalah bubuk/bulk yang dapat langsung dikeluarkan dalam bentuk bulk truk/tangki yang berupa semen curah dengan ukuran tertentu dan melalui proses pengantongan dengan kemasan berupa zak (berukuran 40 atau 50 Kg). Semen juga memiliki  jenis tertentu dan ada standar mutunya, sehingga mudah untuk menetapkan berapa besarnya tarif cukai untuk masing-masing jenis semen.

Selain itu, jumlah pabrik semen tidak terlalu banyak (sekitar sepuluh sampai dengan dua puluh pabrik) dengan jaringan pemasaran yang meliputi 32 propinsi di Indonesia, sehingga mudah untuk melakukan pengawasan fisik, sebagai implementasi dari karakteristik cukai cukai.

Selama ini industri semen telah dikenakan beberapa macam pajak diantaranya adalah :

1.      Pajak Penghasilan (PPh) Badan 2.      Pajak Penghasilan (PPh) Perorangan untuk Karyawan 3.      Pajak Bumi dan Bangunan (PBB)

4.      Pajak pertambahan Nilai (PPN) 5.      Pajak Daerah dan Distribusi Daerah

Dampak Lingkungan dan Sosial

Berdasarkan bahan baku dan bahan bakar yang digunakannya serta proses produksi yang dilaluinya, maka semen mempunyai dampak penting untuk komponen-komponen lingkungan seperti diuraikan di bawah ini :

1. Lahan: dampak yang bersifat merugikan adalah :

Ø  Penurunan kualitas dari segi kesuburan tanah akibat penambangan tanah liat.

Ø  Perubahan dari segi tata guna tanah akibat kegiatan penebangan dan penyerapan lahan serta pembangunan fasilitas lainnya. Perubahan ini dari segi waktu akan meluas ke arah menurunnya kapasitas penampungan air yang pada akhirnya akan berpengaruh juga terhadap kuantitas air sungai. Sedangkan dari segi ruang akan mempengaruhi keseimbangan atau keselarasan lingkungan setempat.

2. Air: dampak yang bersifat merugikan adalah :

Ø  Kualitas air bertambah buruk akibat limbah cair dari pabrik dalam bentuk minyak dan sisa air dari kegiatan penambangan, yang menimbulkan lahan kritis yang mudah terkena erosi, yang akan mengakibatkan pendangkalan dasar sungai, yang pada akhirnya akan menimbulkan masalah banjir pada musim hujan.

Ø  Kuantitas air atau debit air menjadi berkurang karena hilangnya vegetasi pada suatu lahan akan mengakibatkan penyerapan air hujan oleh tanah di tempat itu menjadi berkurang, sehingga persediaan air tanah menjadi menipis, akibatnya persediaan ait tanah menjadi makin sedikit. Akibat lanjutan adalah sungai menjadi kering pada musim kemarau dan sebaliknya sungai akan banjir (debit air menjadi sangat tinggi) karena tanah tidak  mampu lagi menyerap air yang mengalir terlalu cepat

3.  Udara: dampak yang bersifat merugikan adalah :

a)    Debu yang dihasilkan oleh kegiatan pabrik terdiri dari :

Ø  Debu yang dihasilkan pada waktu pengadaan bahan baku dan selama proses    pembakaran,

Ø  Debu yang dihasilkan selama pengangkutan bahan baku ke pabrik dan bahan jadi ke luar pabrik, termasuk pengantongannya.

 b)   Debu yang secara visual terlihat di kawasan pabrik dalam bentuk kabut dan kepulan debu tersebut, dapat menimbulkan pencemaran udara yang sangat mengganggu, antara lain dapat mengakibatkan naiknya temperatur udara di sekitar pabrik, bahkan dapat menimbulkan penyakit.

 c)    Gas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar minyak bumi dan batu bara, berupa gas CO, CO2 dan SO2 yang mengandung hidrokarbon dan belerang.

 d)   Kebisingan yang terdiri dari tiga jenis sumber bunyi :

Ø  Mesin-mesin yang digunakan dalam pabrik,

Ø  Alat-alat besar seperti traktor yang dipakai pada waktu pengambilan bahan baku,

Ø  Dentuman dinamit yang digunakan pada waktu pengambilan kapur.

 e)    Berkurangnya keanekaragaman flora, berubahnya pola vegetasi dan jenis endemik, berubahnya pembentukkan klorofil dan proses fotosintesa.

f)     Berkurangnya keanekaragaman fauna (burung, hewan tanah dan hewan langka). Berubahnya habitat air dan habitat tanah tempat hidup hewan-hewan tersebut.

4.  Lingkungan: dampak yang bersifat merugikan adalah :

          Status gizi kadar hemoglobin darah dimana semakin rendah status gizi seseorang, semakin rendah kadar hemoglobin darahnya.

     Dampak lingkungan terhadap pola penyakit, khususnya penyakit saluran pernafasan, seperti bronchitis, pharingtis dan tbc paru serta silicosis (pneumocosis), penyakit saluran pencernaan dan gangguan pada kulit.

     Penyakit gangguan kejiwaan (psiko-sosial) adalah penyakit yang disebabkan oleh gangguan kejiwaan yang sulit diterangkan secara fisis maupun biologis, misalnya sakit kepala yang tidak jelas penyebabnya, nyeri ulu hati, gelisah, sulit tidur, berdebar-debar (yang dalam istilah kedokteran dinamakan gastritis, cephagia, neurosis anxiety).

Penyakit akibat kecelakaan kerja.

          Penyakit-penyakit lain yang disebabkan oleh rendahnya mutu lingkungan, seperti penyakit perut (diarhea), demam berdarah, malaria kulit dan sebagainya.

GAMBARAN PROSES PRODUKSI SEMEN