Bahan Baku dan Klinker
BAHAN BAKU, KLINKER DAN SEMEN Komposisi Bahan Baku
Untuk keperluan bahan baku industri semen, di alam telah tersedia komponen utamanya, yaitu kalsium (CaCO3), silika (SiO2), alumina (Al2O3) dan oksida besi (Fe2O3). Tetapi komposisi yang diinginkan dalam pembuatan semen jarang tersedia dari satu jenis bahan baku. Oleh sebab itu untuk memenuhi komposisi yang sesuai harus dilakukan pencampuran dari beberapa jenis bahan baku dengan perbandingan tertentu.
Gambar 2.1. Komposisi Semen (Diagram Trigonal)
Komponen Kalsium
Kalsium yang berupa kalsium karbonat banyak terdapat di alam dan semua bentuk geologis yang ada di alam bisa dipakai untuk pembuatan semen. Bentuk yang paling murni berupa calspar (calcite) dan aragonite. Kristal calspar berbentuk hexagonal dengan
(2)
specific gravity 2,7 sedang aragonite kristalnya berbentuk rhombic dengan spesific gravity 2,95. Pada umumnya komponen kalsium ini tersedia dari batu kapur, chalk dan marl. Batu kapur struktur kristalnya berupa fine grained dengan hardness 1,8 – 3,0 skala hardness Mohs. Batu kapur yang umur geologisnya lebih tua mempunyai kekerasan yang lebih tinggi. Spesific gravity batu kapur berkisar 2,6 – 2,8 dan biasanya bercampur dengan komponen tanah liat (clay) dan besi oksida.
Chalk secara geologis terbentuk pada perioda Cretaceous yang relatif berumur muda sehingga bentuknya berupa soft earthy texture. Kandungan kalsium karbonatnya bisa mencapai 98 – 99 %. Di alam biasanya tercampur sedikit dengan SiO2, Al2O3 dan MgCO3. Industri semen biasanya menggunakan chalk dengan kandungan CaCO3 76 – 80 %. Marl merupakan bentuk batu kapur yang bercampur dengan clay, silika dan oksida besi sehingga kekerasannya lebih rendah dibandingkan dengan batu kapur. Jika kandungan claynya lebih tinggi maka kekerasannya menjadi lebih rendah.
Komponen Tanah Liat
Komponen utama dari tanah liat adalah aluminium silikat dan dibedakan menjadi grup kaolin dan grup montmorillonite.
Grup kaolin berupa :
Kaolinite Al2O3.2SiO2.2H2O
Dichite Al2O3.2SiO2.2H2O
Nacrite Al2O3.2SiO2.2H2O
Halloysite Al2O3.2SiO2.2H2O
Untuk membedakannya bergantung pada kandungan silika, struktur kristalografi dan sifat optikalnya.
Grup montmorillonite berupa :
Montmorillonite Al2O3.4SiO2. H2O + nH2O
Beidellite Al2O3.3SiO2.nH2O
Nontronite (Al, Fe)2O3.3SiO2.nH2O
Saponite 2MgO.3SiO2.nH2O
Komponen Pelengkap Magnesium
Magnesium oksida (MgO) berupa dolomite dan di dalam klinker kandungan MgO dibatasi tidak lebih dari 2 %. Jika kandungannya lebih dari 2 % akan terbentuk MgO bebas
(3)
(periclase). Periclase ini mengalami hidrasi sangat lambat sementara komponen semen yang lain sudah mengalami proses hidrasi. Karena periclase volumenya lebih besar dari volume magnesium oksida maka perriclase ini bisa menyebabkan retak ekspansi di mana periclase itu ada.
Alkali
Alkali dalam semen biasanya berupa kalium oksida (K2O) dan natrium oksida (Na2O). Komponen ini berasal dari bahan baku seperti clay, marl dan coal. Selama pembakaran di kiln alkali ini akan menguap dan di preheater di mana temperaturnya lebih rendah akan mengembun sehingga menyebabkan apa yang dikenal dengan sirkulasi alkali.
Beberapa aggregat untuk beton dapat bereaksi dengan alkali di mana pada kondisi tertentu bisa menyebabkan terjadinya ekspansi dan menyebabkan keretakan.
Total alkali sebagai Na2O % (% Na2O + 0,659 % K2O) tidak lebih dari 0,6 %. Jika terlalu tinggi, perlu digunakan sistem ‘by-pass’, yaitu sebagian udara dari kiln sedikit dikeluarkan sebelum masuk ke preheater.
Sulfur
Sulfur di alam biasanya berupa sulfide (pyrites dan marcasite, FeS2) dan umumnya terkandung pada hampir semua bahan baku yang dipakai pada industri semen.
Pada saat pembakaran di kiln, sulfur dari bahan baku dan coal akan membentuk SO2 di mana pada kondisi seperti di dalam kiln akan bereaksi dengan alkali dan oksigen membentuk sulfat yang akan mengembun di daerah-daerah yang lebih dingin, seperti di preheater, dan sebagian akan ikut dengan klinker.
Jika kadar SO2 tidak cukup untuk bereaksi dengan semua alkali maka sirkulasi medium volatile alkali carbonate atau high volatile alkali chloride akan mulai terjadi. Lebih jauh lagi karena alkali karbonat tidak dapat berikatan pada fasa klinker maka material ini akan menguap lagi di zona pembakaran (burning zone).
Di dalam preheater SO2 yang berlebih akan bereaksi dengan CaCO3 dan masuk ke kiln sebagai CaSO4 yang akan mengalami dekomposisi di burning zone sehingga menigkatkan sirkulasi SO2 di gas kiln. Sebagian kecil CaSO4 akan terikut bersama dengan klinker.
Untuk mengatur waktu setting-nya, semen membutuhkan sejumlah minimal CaSO4 khususnya berupa gypsum tetapi tidak terlalu banyak, yaitu berkisar 2,5 – 4,0 % untuk mencegah terjadinya ekspansi sulfat.
(4)
Chloride
Chloride akan bereaksi dengan alkali di dalam kiln membentuk alkali chloride yang meninggalkan kiln bersama-sama dengan gas kiln dan mengembun di preheater dan kembali ke kiln bersama-sama dengan raw meal. Berbeda dengan alkali sulfat, hampir semua alkali chloride menguap sehingga bisa menyebabkan terjadinya coating di preheater dan lebih jauh lagi bisa menyebabkan cloging. Jika kandungan chloride lebih dari 0,015 %, di dalam raw meal, perlu digunakan sistem ‘by pass’ kurang lebih 10 – 25 % dari kiln gas.
Flouride
Flouride tidak mudah menguap sehingga tidak mengganggu pada operasi kiln. Phosphorus
Kandungan P2O5 sampai dengan 0,5 % dapat menyebabkan turunnya kekuatan semen, khususnya kekuatan awalnya.
Gypsum
Gypsum di dalam klinker berfungsi untuk memperpanjang waktu setting semen. Jika semen dicampur dengan air, gypsum akan larut dan bereaksi dengan C3A membentuk mineral ettringite yang akan memperlambat hidrasi klinker. Tetapi gypsum berubah karakternya jika dipanaskan dan hal ini akan menimbulkan masalah pada sifat-sifat semen.
Gypsum awalnya berupa dihidrat, CaSO4.2H2O, dengan molekul air terikat di dalamnya. Jika dipanaskan air bisa terlepas sehingga merubah bentuk gypsum menjadi semihidrat, CaSO4.1/2H2O. Pemanasan lebih lanjut akan menyebabkan seluruh molekul air terlepas sehingga membentuk anhidrat, CaSO4.
Jika gypsum mengalami dehidrasi maka semen akan mengalami false set saat dicetak. Kondisi ini tidak diinginkan dan pengerasan yang bersifat sementara bukan merupakan hasil hidrasi mineral klinker secara alami. False set menyebabkan campuran beton tidak bagus dan mengurangi kekuatannya. Hal ini dapat dicegah dengan mengatur dan menjaga temperatur di dalam mill. Temperatur keluar mill harus dijaga pada 115 - 125 C sedang di dalam mill pada rentang 135 - 140 C.
Daya listrik serta tumbukan yang terjadi baik antar grinding media, antara grinding media dengan material maupun grinding media/material dengan liner akan menimbulkan panas sehingga jika tidak didinginkan maka temperatur di dalam mill akan naik secara bertahap
(5)
seperti terlihat pada Gambar 2.2. Kurva A menunjukkan klinker dingin. Kurva B menggambarkan klinker yang lebih panas dibandingkan dengan klinker yang ditunjukkan oleh kurva A, di mana semen yang dihasilkan akan terlalu panas jika tidak didinginkan dengan air pada ujung outletnya.
Kurva C menggambarkan klinker panas yang temperaturnya diturunkan dengan penambahan air pendingin pada ujung outletnya tetapi saat di dalam mill temperaturnya sudah terlalu tinggi sehingga menyebabkan false set yang disebabkan oleh perubahan bentuk kimia gypsum. Untuk mengatasi hal ini, maka di bagian inletnya juga perlu didinginkan agar diperoleh profil temperatur seperti yang digambarkan pada kurva D.
Gambar 2.2. Temperatur di dalam cement mill dan pengaruhnya terhadap gypsum
Pengadaan Bahan Baku
Pengadaan Batu Kapur, Batu Silika dan Tanah Liat
Area Deposit Bahan Mentah
Bahan Mentah
Area Deposit Deposit (ton)
Waktu Pakai 1)
(tahun)
Keterangan
Batu kapur
Karang Putih 150.000.000 11,5 SIPD eksploitasi
Bukit Tajarang 296.000.000 22,8 SIPD eksplorasi
Bukit Tinggi 184.000.000 14,2 SIPD eksplorasi
(6)
Batu silika Bukit Ngalau 24.489.756 17,5 SIPD eksploitasi
Tanah liat
Bukit atas 301.837 SIPD eksploitasi
Padayo oleh PT. Igasar
Gunung Sari oleh PT. Yasiga
Air Pacah oleh PT. Asia
1) berdasar proyeksi produksi semen tahun 2000 : 7.490.000 ton/tahun
Kapasitas Produksi dan Kebutuhan Bahan Mentah
Pabrik/ Bahan Mentah
Kapasitas/Kebutuhan (ton/tahun) Keterangan Sekarang Rencana 1)
Indarung I 330.000 330.000
Indarung II 660.000 1.620.000 Optimalisasi
Indarung III 660.000 1.620.000 Optimalisasi
Indarung IV 1.620.000 1.620.000
Indarung V - 2.300.000 Proyek baru
Total 3.270.000 7.490.000
Batu kapur 5.675.000 13.000.000 Faktor = 1,73
Batu silika 610.000 1.400.000 Faktor = 0,19
Tanah liat 480.000 1.100.000 Faktor = 0,15
1) Rencana sampai dengan tahun 2000 Standar Kualitas Bahan Mentah
( No. 03/SP0/LAB10/12.96 )
Batu Kapur
Parameter Type semen
I II III IV V OWC SMC
Kadar air, % 6 mas. - 6 mak. 6 mak. - - 6 mak.
Kadar CaO, % min.
48
- min.
48
min. 48
- - min. 48
Kadar SiO2, % 10
mak.
- 10
mak.
10 mak.
- - 10
(7)
Kadar Al2O3, % - 0,4 mak
- - 0,4
mak
0,4 mak
-sisa ayakan 50 mm, %
0 - 0 0 - - 0
Batu Silika
Parameter Type semen
I II III IV V OWC SMC
Kadar air, % 10
mak.
- 10
mak.
10 mak.
- - 10
mak.
Kadar SiO2, % min.
65
- min.
65
min. 65
- - min. 65
Kadar Al2O3, % - 6 mak. - - 6 mak. 6 mak.
-sisa ayakan 50 mm, %
0 - 0 0 - - 0
Tanah Liat
Parameter Type semen
I II III IV V OWC SMC
Kadar air, % 38
mak.
- 38
mak.
38 mak.
- - 38
mak.
Kadar Al2O3, % min.
27
- min.
27
min. 27
- - min. 27
Kadar SiO2, % 45
mak.
- 45
mak.
45 mak.
- - 45
mak.
Peralatan Utama di Operasi Tambang
Bahan Mentah
(8)
Batu
kapur Crushing
Crusher LSC II hammer 850 t/j
in : - 1000 mm
out : - 50 mm
Crusher LSC IIIA hammer 850 t/j
Crusher LSC IIIB hammer 850 t/j
Batu silika
Pemuatan I Excavator EK3 DC 200 1,5 m3
Pengangkutan Dump truck DK2 35 ton
Pemuatan II Loader LC3 8 ton
Pendorongan Buldozer BK 5 D155 3,5 m3
Crushing
Crusher SSC II 1st roll 175 t/j
in : -400 mm
out : -200 mm
Crusher SSC II 2 nd roll 175 t/j in : -200 mm
out : -50 mm
LS/SS
Pengangkutan RBC A1J12 RBC 800 t/j
RBC 15110 RBC 1000 t/j
Penyimpanan
Silo intermediate SS
Batu Gadang
II 800 ton
IIIA 800 ton
IIIB 800 ton
Rencana Pemakaian Mobile Crusher
Latar belakang rencana pemakaian mobile crusher di operasi tambang antara lain :
a. Adanya rencana kenaikan kapasitas produksi semen dari 3,27 juta MT/tahun menjadi 7,5 juta MT/tahun
b. Area mobilitas peralatan tambang yang terbatas.
c. Penggunaan alat transpor rubber belt conveyor lebih efektif dibandingkan dengan penggunaan dump truck.
Spesifikasi mobile crusher yang akan dipakai adalah :
Item Unit Batu Kapur Batu silika
Kapasitas ton/jam 2.000 500
Ukuran material
Masuk mm - 1.000 -1.000
Keluar mm - 300 -50
Jenis jaw crusher jaw crusher
Dengan adanya penggunaan mobile crusher ini maka alur operasi ada perubahan seperti terlihat pada diagram berikut ini :
(9)
Fasa Mineral Klinker Semen Portland
Mineral klinker bukan merupakan senyawa murni tetapi berupa campuran dari beberapa
fasa kristal yang mengandung komponen fasa lain dalam jumlah kecil berupa campuran
beberapa kristal. Kristal-kristal ini juga mengandung sisa-sisa senyawa kimia klinker yang
tidak bisa membentuk fasa secara terpisah.
SEKARANG LS - 1000 excavator Dump truck Rock sliding
Loader Dump truck
Crusher LS - 50 Rubber belt
conveyor
RENCANA LS - 1000 excavator Mobile crusher
LS - 300 Rock sliding Loader screen
Screen
Rubber belt conveyor LS - 50
LS + 50- 300 crusher LS - 50
(10)
Material Rentang validitas
Formula Singkatan
Trikalsium silikat (alite) 3CaO.SiO2 C3S
Dikalsium silikat (belite) 2CaO.SiO2 C2S
Trikalsium aluminat Al2O3 Fe2O3 3CaO.Al2O3 C3A
Tetrakalsium aluminoferrite 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF
Kalsium aluminoferrite (Mixed crystal phase)
Al2O3 Fe2O3 2CaO.( Al2O3,Fe2O3) C2(A,F)
Free lime CaO
Free magnesium oxide (periclase)
MgO
Alkali containing aluminat K2O + Na2O > SO3
(K,Na)2O.8CaO.3Al2O 3
(K,N)C8A3
Alkali sulfat (K,Na)2SO4
Kalsium sulfat K2O + Na2O <
SO3
CaSO4
Alite ( Trikalsium Silikat )
Alite merupakan mineral klinker yang umum dan menentukan sifat kekutannya. Ada enam jenis modifikasi alite, tetapi hanya 2 jenis modifikasi pada temperatur tinggi yang terdapat di dalam klinker semen; jenis modifikasi ini bisa stabil dengan adanya sisipan atom yang tidak berhubungan.
Belite ( Dikalsium Silikat )
Dalam klinker semen terutama terdiri dari jenis modifikasi -C2S. Pada temperatur sintering klinker lebih dari 1420 oC akan terbentuk -C
2S, jika temperaturnya kurang dari 1420 oC akan terbentuk ’-C
2S. Perubahan menjadi -C2S terjadi selama pendinginan pada temperatur 670 oC. Jika pendinginannya lambat akan terbentuk -C
2S yang tidak aktif secara hidrolikal. Perubahan -C2S menjadi -C2S diiringi dengan kenaikan volume sekitar 10 % sehingga klinker menjadi pecah. Pendinginan cepat dan campuran kimia yang hampir selalu ada di belite akan mencegah terbentuknya -C2S. Belite mengeras lebih lama dibandingkan dengan alite tetapi pada waktu yang lama akan mempunyai kekuatan yang sama.
(11)
Komponen Klinker yang Lain
Jika kandungan aluminanya lebih kecil dari pada besi oksida (dalam mole) kedua komponen ini akan bereaksi dengan lime membentuk kalsium aluminoferrite yang berupa fasa campuran kristal dengan ikatan akhir 2CaO.Fe2O3 di mana Fe-nya dapat digantikan terus menerus oleh Al.
Jika kandungan aluminanya lebih besar dari besi oksida akan terbentuk C3A dan C4AF. C3A akan bereaksi sangat cepat dengan air. C3A tidak mempunyai kekuatan hidrolis yang kuat, tetapi jika berkombinasi dengan silika akan menaikkan kekuatan awal semen.
Komposisi Potensial Klinker
Hasil analisa kimia hanya menunjukkan komposisi oksida dari klinker dan semen. Bogue mengembangkan metoda perhitungan untuk memperkirakan komposisi mineral klinker dan semen berdasarkan komposisi oksida ini dan biasa disebut dengan komposisi potensial klinker/semen. Perlu diperhatikan di sini bahwa hasil perhitungan ini merupakan perkiraan yang mungkin sedikit berbeda dengan mineralogi yang sebenarnya. Persamaan Bogue dinyatakan sebagai :
C3S = 4,071 CaO – 7,600 SiO2 – 6,718 Al2O3 – 1,430 Fe2O3 C2S = 2,867 SiO2 – 0,7544 C3S
C3A = 2,650 Al2O3 – 1,692 Fe2O3 C4AF = 3,043 Fe2O3
Di USSR digunakan persamaan :
C3S = 3,8 SiO2 . (3KSK – 2) C2S = 8,6 SiO2 (1 – KSK) C4AF = 3,04 Fe2O3
2,8 SiO2
100 CaO – (1,65 Al2O3 + 0,35 Fe2O3) KSK =
(12)
C3A = 2,65 (Al2O3 – 0,64 Fe2O3) Penyimpanan Klinker
Klinker akan menyerap air dan mengalami hidrasi sama dengan semen yang sudah digiling jika klinker tersebut kontak dengan udara basah. Karena hidrasi prematur tersebut maka hasil penggilingan semennya akan mempunyai kekuatan yang lebih rendah. Klinker halus yang sudah terhidrasi, kehalusannya tidak lagi mempunyai hubungan yang proporsional dengan kekuatannya.
Produk Semen Modulus Semen
Dari pengalaman ada hubungan antara kandungan lime dengan komponen-komponen yang lain, yaitu silika, alumina dan oksida besi.
Modulus Hidrolis
Modulus hidrolis dinyatakan dengan persamaan :
Semen yang bagus biasanya mempunyai harga Modulus Hidrolis (HM) sekitar 2. Semen yang mempunyai HM kurang dari 1,7 akan mempunyai kekuatan yang relatif rendah sedang semen dengan harga SM lebih dari 2,4 mempunyai stabilitas volume rendah. Selain itu semen dengan HM tinggi membutuhkan panas pembakaran yang tinggi, kekuatan, khususnya kekuatan awalnya, tinggi serta panas hidrasinya juga tinggi tetapi ketahanannya terhadap bahan kimia kurang.
Modulus Silika (SIM)
Modulus Silika (SIM) dinyatakan dengan persamaan :
SiO
2+ Al
2O
3+ Fe
2O
3CaO
HM =
Al
2O
3+ Fe
2O
3SiO
2SIM =
(13)
SIM untuk semen pada umumnya mempunyai nilai sekitar 1,9 - 3,2, lebih disukai sekitar 2,2 - 2,6, tetapi bisa juga mencapai nilai 3 - 5 khususnya untuk semen yang membutuhkan kandungan silika tinggi dan semen putih. Dengan harga SIM yang tinggi akan mengurangi burnability clinker, mengurangi jumlah fasa liquid dan setting serta pengerasannya akan lambat.
Sebaliknya harga SIM yang rendah akan menyebabkan burnability-nya lebih baik dengan jumlah fasa liquid yang lebih banyak.
Modulus Alumina (ALM)
Modulus Alumina (ALM) dinyatakan dengan persamaan berikut :
Biasanya ALM ini ditentukan sebesar 1,5 - 2,5 dan besarnya ALM ini menentukan jumlah fasa liquid yang terbentuk. Pada perbandingan ALM 0,637 (mol/mol) hanya akan terbentuk C4AF sehingga kandungan C3A-nya akan sedikit sehingga akan dihasilkan semen yang biasa disebut dengan semen Ferrari yang ditandai dengan panas hidrasi yang rendah, waktu setting yang lama serta pengerutannya relatif kecil.
Pada kondisi di mana harga ALM tinggi sedang harga SIM-nya rendah akan didapatkan klinker dengan waktu setting yang sangat cepat sehingga perlu ditambahkan gypsum yang lebih banyak.
Lime Saturation Factor (LSF)
Agar seluruh lime yang ada menjadi jenuh di klinker maka semua silika harus bereaksi membentuk C3S, seluruh oksida besi bereaksi menjadi C4AF serta sisa alumina yang ada harus bereaksi menjadi C3A. Kalau dinyatakan dalam berat maka :
Fe
2
O
3Al
2O
3ALM =
(14)
1 bagian Al2O3 dalam C3A membutuhkan (3 x 56)/102 = 1,65 bagian CaO Untuk perhitungan alumina total maka C4AF dianggap sebagai C3A + CF sehingga
1 bagian Fe2O3 dalam CF membutuhkan (1 x 56)/160 = 0,35 bagian CaO. Maka CaO maksimum pada kondisi ALM > 0,64 adalah :
CaO maksimum(ALM > 0,64) = 2,8 SiO2 + 1,65 Al2O3 + 0,35 Fe2O3
Tingkat lime dalam klinker dinyatakan dalam Lime Saturatin Factor (LSF) yang mengindikasikan perbandingan kandungan lime yang efektif dengan kandungan lime maksimum yang bisa terdapat di dalam klinker, dan dinyatakan dengan persamaan :
Dalam prakteknya LSF ditetapkan berkisar 0,80 - 0,95.
Pada kondisi di mana kandungan oksida besinya tinggi (ALM < 0,64) maka alumina hanya terikat pada campuran kristal C2(A,F) , yaitu :
1 bagian Al2O3 dalam C2A membutuhkan (2 x 56)/102 = 1,1 bagian CaO 1 bagian Fe2O3 dalam C2F membutuhkan (2 x 56)/160 = 0,7 bagian CaO. sehingga kandungan lime maksimum di dalam klinker :
CaO maksimum(ALM < 0,64) = 2,8 SiO2 + 1,1 Al2O3 + 0,7 Fe2O3 dan LSF-nya dinyatakan dengan persamaan :
2,8 SiO
2+ 1,1 Al
2O
3+ 0,7 Fe
2O
3100 CaO
LSF
ALM < 0,64=
2,8 SiO
2+ 1,65 Al
2O
3+ 035 Fe
2O
3100 CaO
(15)
Jenis-jenis Produk Semen Semen Portland Type I
Semen jenis ini digunakan untuk konstruksi umum yang tidak mensyaratkan ketentuan khusus dan jika tanah dan airnya mengandung sulfat dengan rentang 0,0 % sampai dengan 0,10 %. Konstruksi umum seperti perumahan, bangunan sekolah, kantor dan pabrik biasanya menggunakan semen jenis ini.
Kualitas Semen Portland Type I PT. Semen Padang
Uraian Unit Standar
Intern No.03/SP0/L
AB10/12.96
Standar ASTM
C150 Type I
SNI No. 15-2049-1994 Type
I I. Komposisi Kimia
Residu tak larut % 0,75 maks. 0,75 maks. 3,0 maks.
SiO2 % 20,40-22,00
Al2O3 % 5,40-5,80
Fe2O3 % 3,30-3,70
CaO % 64,50-66,00
MgO % 5,0 maks. 6,0 maks. 5,0 maks.
SO3 % 1,50-1,80
jika C3A kurang dari 8,0 % 3,0 maks. 3,0 maks.
jika C3A lebih dari 8,0 % 3,5 maks. 3,5 maks.
Alkali sebagai Na2O % 0,60 maks. 0,6 maks.* 0,6 maks. *
Hilang pijar % 1,8 maks 3,0 maks. 5,0 maks.
Lime bebas % 1,30 maks.
II. Sifat Fisika
Kehalusan, % tertinggal di atas 0,09 mm sieve
% 3,0 maks.
Blaine, permukaan
spesifik
cm2/gr 3000-3100 min. 2800 min. 2800
Waktu setting (vicat test)
(16)
Set akhir menit 180-250 8 jam maks. 375 maks.
Ekspansi autoclave % 0,8 maks. 0,8 maks.
Kuat tekan
3 hari kg/cm
2
150-170 min. 124 min. 125
7 hari kg/cm
2
210-240 min. 193 min. 200
28 hari kg/cm
2
min. 280
False set % min. 50 min. 50
Temperatur semen, outlet mill
oC 120 maks.
*) Batasan ini disyaratkan jika semen tersebut akan digunakan pada beton dengan agregat yang kemungkinan besar
reaktif.
Semen Portland Type II
Semen jenis ini digunakan untuk konstruksi dan beton yang mensyaratkan ketahanan
terhadap sulfat, yaitu jika tanah dan air di daerah tersebut mengandung sulfat dengan
rentang 0,10 - 0,20 % dan mempunyai panas hidrasi sedang. Konstruksi tepi pantai, kolam
renang, sistem irigasi, dam dan fondasi jembatan biasanya menggunakan semen jenis ini.
Kualitas Semen Portland Type II PT. Semen Padang
Uraian Unit Standar
Intern No.03/SP0/L
AB10/12.96
Standar ASTM
C150 Type II
SNI No. 15-2049-1994 Type
II I. Komposisi Kimia
Residu tak larut % 0,75 maks. 0,75 maks. 1,5 maks.
SiO2 % 21,80-22,00 min 20,0
Al2O3 % 4,40-4,60 6,0 maks.
Fe2O3 % 4,40-4,50 6,0 maks.
CaO % 65,50-66,50
MgO % 4,0 maks. 6,0 maks. 5,0 maks.
SO3 % 1,60-1,80
jika C3A 8,0 % 3,0 maks. 3,5 maks.
(17)
Hilang pijar % 3,00 maks. 3,0 maks. 3,0 maks.
Lime bebas % 1,50 maks.
Senyawa semen %
C3A % 5,00 maks. 8,0 maks. 8,0 maks.
C3S + C3A % 58 maks. 58 maks.
II. Sifat Fisika
Kehalusan, %
tertinggal di atas 0,09 mm sieve
% 1 maks.
Blaine, permukaan spesifik
cm2/gr 3100-3200 min. 2800 min. 2800
Waktu setting (vicat test)
Set awal menit min. 45 min. 45 min. 45
Set akhir menit 375 maks. 375 maks. 375 maks.
Ekspansi autoclave % 0,8 maks. 0,8 maks.
Kuat tekan
3 hari kg/cm2 min. 150 min. 103 min. 100
7 hari kg/cm2 min. 210 min. 172 min. 175
28 hari kg/cm2 min. 280
Panas hidrasi 7 hari cal/gr 70 maks. 70 maks.
False set : penetrasi akhir
% min. 50 min. 50
*) Batasan ini disyaratkan jika semen tersebut akan digunakan pada beton dengan agregat yang kemungkinan besar reaktif.
Semen Portland Type III
Semen jenis ini digunakan untuk konstruksi yang membutuhkan dengan segera kekuatan
awal yang tinggi begitu setting terjadi, seperti konkrete jalan raya, bangunan tinggi dan
bangunan bwah air yang tidak mensyaratkan ketahanan terhadap sulfat. Kualitas Semen
Portland Type III PT. Semen Padang
Uraian Unit Standar
Intern No.03/SP0/L
AB10/12.96
Standar ASTM C150
Type III
SNI No. 15-2049-1994 Type
(18)
I. Komposisi Kimia
Residu tak larut % 0,75 maks. 0,75 maks. 1,5 maks.
SiO2 % 21,30-22,50
Al2O3 % 4,50-5,50
Fe2O3 % 3,90-4,10
CaO % 65,50-67,00
MgO % 4,0 maks. 6,0 maks. 5,0 maks.
SO3 % 1,70-2,20
jika C3A 8,0 % 3,5 maks. 3,5 maks.
jika C3A > 8,0 % 4,5 maks. 4,5 maks.
CaO bebas 1,0 maks.
Alkali sebagai Na2O % 0,6 maks.* 0,6 maks. *
Hilang bakar % 1,50 maks. 3,0 maks. 3,0 maks.
Senyawa semen
C3S % 58,60-62,70
C2S % 13,40-18,60
C3A % 5-8 15 maks. 15 maks.
II. Sifat Fisika
Kehalusan, %
tertinggal di atas 0,09 mm sieve
% 1 maks.
Blaine, permukaan spesifik
cm2/gr 4200-4500 min. 2800
Waktu setting (vicat test)
Set awal menit 60-80 min. 45 min. 45
Set akhir menit 145-200 375 maks. 375 maks.
Ekspansi autoclave % 0,8 maks. 0,8 maks.
Kuat tekan
1 hari kg/cm
2
min. 145 min. 124 min. 125
3 hari kg/cm
2
min. 260 min. 241 min. 250
False set % min. 50 min. 50 min. 50
*) Batasan ini disyaratkan jika semen tersebut akan digunakan pada beton dengan agregat yang kemungkinan
(19)
1) untuk ketahanan sulfat sedang
2) untuk ketahanan sulfat tinggi
Semen Portland Type IV
Semen jenis ini digunakan untuk konstruksi yang mensyaratkan panas hidrasi yang rendah. Dam raksasa, konkrete yang tebal atau konstruksi di daerah yang panas dan kering biasanya menggunakan semen jenis ini.
Kualitas Semen Portland Type IV PT. Semen Padang
Uraian Unit Standar
Intern No.03/SP0/L
AB10/12.96
Standar ASTM C150
Type IV
SNI No. 15-2049-1994 Type
IV I. Komposisi Kimia
Residu tak larut % 0,75 maks. 0,75 maks. 1,5 maks.
SiO2 % 24,00-25,00
Al2O3 % 4,40-4,70
Fe2O3 % 4,35-4,55 6,5 maks.
CaO % 63,30-64,50
MgO % 4,00 maks. 6,0 maks. 5,0 maks.
SO3, jika C3A 8 % 1,50-1,70 2,3 maks. 2.3 maks.
Hilang pijar % 1,50 maks. 2,5 maks. 2,5 maks.
Lime bebas % 1,00 maks.
Senyawa semen %
C3S % 30,00-32,00 95 maks. min. 35
C2S % 46,00-48,00 40 maks. 40 maks.
C3A % 4,30-4,70 7,0 maks. 7,0 maks.
C4AF % 13,50-14,00
II. Sifat Fisika
Kehalusan, %
tertinggal di atas 0,09 mm sieve
% 1 maks.
Blaine, permukaan spesifik
cm2/gr 3100-3200 min. 2800 min. 2800
Waktu setting (vicat test)
(20)
Set akhir menit 300-350 480 maks. 375 maks.
Ekspansi autoclave % 0,8 maks. 0,8 maks.
Kuat tekan
3 hari kg/cm
2
min. 70
7 hari kg/cm
2
min. 100 min. 69 min. 70
28 hari kg/cm
2
min. 180 min. 172 min. 175
Panas hidrasi cal/gr
7 hari cal/gr 60 maks. 60 maks. 60 maks.
28 hari cal/gr 70 maks. 70 maks. 70 maks.
False set % min. 50 min. 50 min. 50
*) Batasan ini disyaratkan jika semen tersebut akan digunakan pada beton dengan agregat yang kemungkinan besar reaktif.
Semen Portland Type V
Semen jenis ini digunakan untuk konstruksi di daerah di mana tanah dan airnya mengandung sulfat lebih dari 0,20 %. Konstruksi factory seawage processing under water, jembatan, terowongan, terminal air dan bangunan nuklir biasanya menggunakan semen jenis ini. Kualitas Semen Portland Type V PT. Semen Padang
Uraian Unit Standar
Intern No.03/SP0/L
AB10/12.96
Standar ASTM C150
Type V
SNI No. 15-2049-1994
Type V I. Komposisi Kimia
Residu tak larut % 0,75 maks. 0,75 maks. 1,5 maks.
SiO2 % 22,00-22,60
Al2O3 % 3,60-4,00
Fe2O3 % 4,40-4,70
CaO % 64,30-65,90
MgO % 4,0 maks. 6,0 maks. 5,0 maks.
SO3 % 1,70-1,90
jika C3A 8,0 % 2,3 maks. 2,3 maks.
Alkali sebagai Na2O % 0,4 maks. 0,6 maks.* 0,6 maks. *
Hilang pijar % 1,5 maks. 3,0 maks. 3,5 maks.
(21)
C4AF+2C3A atau C4F+C2F
% 23 maks. 20 maks.A 25 maks.
II. Sifat Fisika
Kehalusan, % tertinggal di atas 0,09 mm sieve
% 1 maks.
Blaine, permukaan
spesifik
cm2/gr 3100-3200 min. 2800 min. 2800
Waktu setting (vicat test)
Set awal menit 115-160 min. 45 min. 45
Set akhir menit 220-300 375 maks. 375 maks.
Ekspansi autoclave % 0,5 maks. 0,8 maks. 0,8 maks.
Kuat tekan
3 hari kg/cm
2
min. 125 min. 83 min. 85
7 hari kg/cm
2
min. 200 min. 152 min. 160
28 hari kg/cm
2
min. 275 Min. 207 min. 210
Ekspansi sulfat, 14 hari % 0,045 makB 0,04 maks
Panas hidrasi 7 hari cal/gr 70 maks. 70 maks.
False set % min. 50 min. 50 min. 50
*) Batasan ini disyaratkan jika semen tersebut akan digunakan pada beton dengan agregat yang kemungkinan besar reaktif.
A) Jika perbandingan alumina ferrite oksida kurang dari 0,64 maka larutan kalsium alumina ferrite padat (C4AF + C2F) akan terbentuk.
B) Jika ekspansi dispesifikasikan maka parameter tersebut membatasi C
3A dan C4AF+2C3A
Oil Well Cement (OWC)
Semen jenis ini khusus dibuat untuk sumur minyak atau gas. OWC yang dibuat oleh PT. Semen Padang untuk class G-HSR (High Sulphate Resistant) yang bisa digunakan untuk sumur sampai kedalaman 2440. Jenis ini disebut pula basic OWC karena dengan penambahan bahan additive tertentu bisa digunakan untuk sumur dengan berbagai kedalaman. OWC class G-HSR yang diproduksi PT. Semen Padang telah diakui kualitasnya oleh API. Kualitas Semen Portland Type OWC Class G-HSR PT. Semen Padang
(22)
Uraian Unit Standar Intern No.03/SP0/L
AB10/12.96
API SPEC. 10 A
I. Komposisi Kimia
Residu tak larut % 0,75 maks. 0,75 maks.
SiO2 % 21,40-22,60
Al2O3 % 3,60-4,00
Fe2O3 % 4,40-4,70
CaO % 65,30-65,90
MgO % 6,0 maks.
SO3 % 1,70-1,80 3,0 maks.
Hilang pijar % 1,50 maks. 3,0 maks.
CaO bebas % 1 maks.
Senyawa semen %
C3S % 57,00-61,50 Min 48
-65 maks.
C2S % 17,00-21,00
C3A % 1,70-2,50 3,0 maks.
C4AF % 13,00-14,40
C4AF+2C3A atau % 24 maks. 24 maks.
C4AF+C2F II. Sifat Fisika
Blaine, permukaan
spesifik
cm2/gr 3000-3200
-Ekspansi autoclave % 0,8 maks.
Kadar air bebas ml 1,50 maks. 3,5 maks.
Kuat tekan pada 100 F (waktu curring 8 jam)
psi min. 500 Min 300
Kuat tekan pada 140 F (waktu curring 8 jam)
psi min. 1800 min. 1500
Thickening time, Sch No 5
menit 90-105 min. 90 – 120
maks Consistency, 15 – 30
menit
(23)
Temp. klinker feed oC 75 maks.
Temp. semen, outlet mii oC 95-105
Super Masonry Cement (SMC)
Semen jenis ini khusus dipakai untuk membuat mortar sebagai sambungan mortar atau sebagai rendering dan tidak bisa digunakan untuk konstruksi struktur yang berat.
Kualitas Super Masonry Cement (SMC) PT. Semen Padang
Uraian Unit Standar Intern
No.03/SP0/LAB 10/12.96
SNI 15-3500-1993
I. Sifat Kimia
SO3 % 1,60-2,00
Hilang pijar % 9-12
LSF 105-120
I. Sifat Fisika
Kehalusan, residue on 45
(No 325) sieve
% 22 maks. 24,00 maks
Blaine cm2/gr 3400-3500
False set % min. 50
Ekspansi autoclave % 0,8 maks. 1,0 maks.
Waktu Setting (Gilmore)
Set awal menit min. 45 Min. 90
Set akhir menit 300 maks. 1440 maks
Kuat tekan, rata-rata dari 3 contoh (kubus)
3 hari kg/cm2 min. 110
7 hari kg/cm2 min. 160
7 hari Psi 1800
MPa 17,1 12,42
28 hari Psi 2900
MPa 25,6 20,01
Kadar air mortar % vol Min 8
20 maks.
Waktu tinggal air % dari aliran
asal
(24)
(1)
1) untuk ketahanan sulfat sedang 2) untuk ketahanan sulfat tinggi Semen Portland Type IV
Semen jenis ini digunakan untuk konstruksi yang mensyaratkan panas hidrasi yang rendah. Dam raksasa, konkrete yang tebal atau konstruksi di daerah yang panas dan kering biasanya menggunakan semen jenis ini.
Kualitas Semen Portland Type IV PT. Semen Padang
Uraian Unit Standar
Intern No.03/SP0/L
AB10/12.96
Standar ASTM C150
Type IV
SNI No. 15-2049-1994 Type
IV I. Komposisi Kimia
Residu tak larut % 0,75 maks. 0,75 maks. 1,5 maks.
SiO2 % 24,00-25,00
Al2O3 % 4,40-4,70
Fe2O3 % 4,35-4,55 6,5 maks.
CaO % 63,30-64,50
MgO % 4,00 maks. 6,0 maks. 5,0 maks.
SO3, jika C3A 8 % 1,50-1,70 2,3 maks. 2.3 maks.
Hilang pijar % 1,50 maks. 2,5 maks. 2,5 maks.
Lime bebas % 1,00 maks.
Senyawa semen %
C3S % 30,00-32,00 95 maks. min. 35
C2S % 46,00-48,00 40 maks. 40 maks.
C3A % 4,30-4,70 7,0 maks. 7,0 maks.
C4AF % 13,50-14,00
II. Sifat Fisika
Kehalusan, %
tertinggal di atas 0,09 mm sieve
% 1 maks.
Blaine, permukaan spesifik
cm2/gr 3100-3200 min. 2800 min. 2800
Waktu setting (vicat test)
(2)
Set akhir menit 300-350 480 maks. 375 maks.
Ekspansi autoclave % 0,8 maks. 0,8 maks.
Kuat tekan
3 hari kg/cm
2
min. 70
7 hari kg/cm
2
min. 100 min. 69 min. 70
28 hari kg/cm
2
min. 180 min. 172 min. 175
Panas hidrasi cal/gr
7 hari cal/gr 60 maks. 60 maks. 60 maks.
28 hari cal/gr 70 maks. 70 maks. 70 maks.
False set % min. 50 min. 50 min. 50
*) Batasan ini disyaratkan jika semen tersebut akan digunakan pada beton
dengan agregat yang kemungkinan besar reaktif. Semen Portland Type V
Semen jenis ini digunakan untuk konstruksi di daerah di mana tanah dan airnya mengandung sulfat lebih dari 0,20 %. Konstruksi factory seawage processing under water, jembatan, terowongan, terminal air dan bangunan nuklir biasanya menggunakan semen jenis ini. Kualitas Semen Portland Type V PT. Semen Padang
Uraian Unit Standar
Intern No.03/SP0/L
AB10/12.96
Standar ASTM C150
Type V
SNI No. 15-2049-1994
Type V I. Komposisi Kimia
Residu tak larut % 0,75 maks. 0,75 maks. 1,5 maks.
SiO2 % 22,00-22,60
Al2O3 % 3,60-4,00
Fe2O3 % 4,40-4,70
CaO % 64,30-65,90
MgO % 4,0 maks. 6,0 maks. 5,0 maks.
SO3 % 1,70-1,90
jika C3A 8,0 % 2,3 maks. 2,3 maks.
Alkali sebagai Na2O % 0,4 maks. 0,6 maks.* 0,6 maks. *
Hilang pijar % 1,5 maks. 3,0 maks. 3,5 maks.
(3)
C4AF+2C3A atau
C4F+C2F
% 23 maks. 20 maks.A 25 maks.
II. Sifat Fisika
Kehalusan, % tertinggal di atas 0,09 mm sieve
% 1 maks.
Blaine, permukaan spesifik
cm2/gr 3100-3200 min. 2800 min. 2800
Waktu setting (vicat test)
Set awal menit 115-160 min. 45 min. 45
Set akhir menit 220-300 375 maks. 375 maks. Ekspansi autoclave % 0,5 maks. 0,8 maks. 0,8 maks. Kuat tekan
3 hari kg/cm
2
min. 125 min. 83 min. 85
7 hari kg/cm
2
min. 200 min. 152 min. 160
28 hari kg/cm
2
min. 275 Min. 207 min. 210
Ekspansi sulfat, 14 hari % 0,045 makB 0,04 maks
Panas hidrasi 7 hari cal/gr 70 maks. 70 maks.
False set % min. 50 min. 50 min. 50
*) Batasan ini disyaratkan jika semen tersebut akan digunakan pada beton dengan agregat yang kemungkinan besar reaktif.
A) Jika perbandingan alumina ferrite oksida kurang dari 0,64 maka larutan kalsium alumina
ferrite padat (C4AF + C2F) akan terbentuk.
B) Jika ekspansi dispesifikasikan maka parameter tersebut membatasi C
3A dan
C4AF+2C3A
Oil Well Cement (OWC)
Semen jenis ini khusus dibuat untuk sumur minyak atau gas. OWC yang dibuat oleh PT. Semen Padang untuk class G-HSR (High Sulphate Resistant) yang bisa digunakan untuk sumur sampai kedalaman 2440. Jenis ini disebut pula basic OWC karena dengan penambahan bahan additive tertentu bisa digunakan untuk sumur dengan berbagai kedalaman. OWC class G-HSR yang diproduksi PT. Semen Padang telah diakui kualitasnya oleh API. Kualitas Semen Portland Type OWC Class G-HSR PT. Semen Padang
(4)
Uraian Unit Standar Intern No.03/SP0/L
AB10/12.96
API SPEC. 10 A
I. Komposisi Kimia
Residu tak larut % 0,75 maks. 0,75 maks.
SiO2 % 21,40-22,60
Al2O3 % 3,60-4,00
Fe2O3 % 4,40-4,70
CaO % 65,30-65,90
MgO % 6,0 maks.
SO3 % 1,70-1,80 3,0 maks.
Hilang pijar % 1,50 maks. 3,0 maks.
CaO bebas % 1 maks.
Senyawa semen %
C3S % 57,00-61,50 Min 48
-65 maks.
C2S % 17,00-21,00
C3A % 1,70-2,50 3,0 maks.
C4AF % 13,00-14,40
C4AF+2C3A atau % 24 maks. 24 maks.
C4AF+C2F
II. Sifat Fisika
Blaine, permukaan spesifik
cm2/gr 3000-3200
-Ekspansi autoclave % 0,8 maks.
Kadar air bebas ml 1,50 maks. 3,5 maks. Kuat tekan pada 100 F
(waktu curring 8 jam)
psi min. 500 Min 300
Kuat tekan pada 140 F (waktu curring 8 jam)
psi min. 1800 min. 1500
Thickening time, Sch No 5
menit 90-105 min. 90 – 120 maks Consistency, 15 – 30
menit
(5)
Temp. klinker feed oC 75 maks.
Temp. semen, outlet mii oC 95-105
Super Masonry Cement (SMC)
Semen jenis ini khusus dipakai untuk membuat mortar sebagai sambungan mortar atau sebagai rendering dan tidak bisa digunakan untuk konstruksi struktur yang berat.
Kualitas Super Masonry Cement (SMC) PT. Semen Padang
Uraian Unit Standar Intern
No.03/SP0/LAB 10/12.96
SNI 15-3500-1993
I. Sifat Kimia
SO3 % 1,60-2,00
Hilang pijar % 9-12
LSF 105-120
I. Sifat Fisika
Kehalusan, residue on 45 (No 325) sieve
% 22 maks. 24,00 maks
Blaine cm2/gr 3400-3500
False set % min. 50
Ekspansi autoclave % 0,8 maks. 1,0 maks.
Waktu Setting (Gilmore)
Set awal menit min. 45 Min. 90
Set akhir menit 300 maks. 1440 maks
Kuat tekan, rata-rata dari 3 contoh (kubus)
3 hari kg/cm2 min. 110
7 hari kg/cm2 min. 160
7 hari Psi 1800
MPa 17,1 12,42
28 hari Psi 2900
MPa 25,6 20,01
Kadar air mortar % vol Min 8
20 maks. Waktu tinggal air % dari aliran
asal
(6)