Klasifikasi semen

20.2.3 Klasifikasi semen

Semen modern yang digunakan sekarang ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga bagian sebagai berikut :

1. Semen Portland

2. Campuran Semen Portland

3. Semen Hidrolik Non-Portland

Gambar 20.66 Produksi semen Blue Circle Southern di dekat Berrima, New South Wales,

Australia

1 Semen Portland

Semen ini dibuat dengan memanaskan batu kapur dengan material lain dalam jumlah kecil, seperti clay, sampai 1450 °C dalam tungku pembakaran. Senyawa yang dihasilkan sangat keras, dan disebut ‘ clinker’ (Gambar 20.65). Clinker ini kemudian digiling dengan sedikit penambahan gips untuk membuat Ordinary Portland Cement (OPC).

Semen Portland ini merupakan komposisi dasar dari concrete dan mortar. Umumnya, semen Portland dimanfaatkan untuk pembuatan concrete (beton). Concrete ini merupakan gabungan material yang terdiri dari agregat (kerikil dan pasir), semen, dan air. Sebagai bahan bangunan, concrete dapat dicetak menjadi berbagai bentuk yang kita inginkan, dan begitu material ini mengeras maka akan mampu manahan beban berat. Semen Portland biasanya berwarna abu-abu atau putih. Keterangan lebih lanjut tentang semen Portland akan diuraikan pada subbab berikutnya.

2 Campuran Semen Portland

Ada beberapa macam campuran semen Portland, di antaranya :

• Portland Blastfurnace Cement Jenis semen ini mengandung kerak (slag) blast furnace berbentuk granule sampai dengan 70 %. Sisanya adalah clinker Portland dan sedikit gips. Komposisi tersebut menghasilkan kuat ikat yang tinggi, tetapi dengan meningkatnya kandungan kerak akan menyebabkan kekuatan awal semen menurun. Peningkatan kandungan kerak ini juga meningkatkan resistensi semen terhadap sulfat. Portland Blastfurnace Cement ini sangat ekonomis dan digunakan sebagai alternatif untuk semen Portland yang tahan sulfat. • Portland Flyash Cement Semen ini mengandung fly ash sampai dengan 30 %. Fly ash merupakan abu sisa pembakaran batubara atau bahan bakar fosil lainnya. Fly ash ini bersifat pozzolanik sehingga dapat meningkatkan kekuatan ikat semen. Penambahan fly ash ini juga menyebabkan penambahan air yang diperlukan untuk membuat concrete menjadi lebih sedikit. Hasilnya, kekuatan awal semen makin tinggi. Dengan penggunaan fly ash yang murah dan berkualitas, maka semen ini menjadi alternatif yang ekonomis.

• Portland Pozzolan Cement Portland Pozzolan Cement ini meliputi semen fly ash karena fly ash juga termasuk pozzolan. Selain itu, jenis semen ini meliputi semen yang terbuat dari pozzolan alami atau buatan yang lain. Di negara- negara yang mempunyai banyak abu vulkanik, misalnya Italia, Chili, Meksiko, dan Filipina, semen ini banyak diproduksi dan digunakan.

• Portland Silica Fume Cement Penambahan fume silika dapat menghasilkan kekuatan yang sangat tinggi. Semen yang mengandung 5 – 20 % fume silika sangat jarang diproduksi. Akan tetapi, fume silika lebih sering ditambahkan ke dalam semen Portland dalam campuran concrete.

• Masonry Cements Masonry cement digunakan untuk mortar dan stucco untuk melapisi batubata, dan tidak dapat digunakan dalam concrete (beton). Kandungannya sangat kompleks, yaitu clinker Portland, batu kapur, kapur terhidrasi, retarder, agen waterproofer dan pewarna. Tujuan penggunaan semen ini biasanya adalah untuk bangunan yang harus cepat kering dan menghasilkan ikatan antar batubata yang terkontrol.

• Expansive Cements Selain clinker Portland, jenis semen ini juga mengandung clinker- clinker besar (biasanya clinker sulfoaluminat). Expansive cement didesain untuk menyeimbangkan pengaruh penyusutan karena proses pengeringan yang umum terjadi pada semen hidrolik. Sering • Expansive Cements Selain clinker Portland, jenis semen ini juga mengandung clinker- clinker besar (biasanya clinker sulfoaluminat). Expansive cement didesain untuk menyeimbangkan pengaruh penyusutan karena proses pengeringan yang umum terjadi pada semen hidrolik. Sering

• White blended cements Semen ini dibuat dari clinker putih dan material tambahan lain yang juga berwarna putih, seperti metakaolin yang sangat murni.

• Colored cements Penggunaan colored cement (semen berwarna) ini adalah untuk dekorasi saja. Pembuatannya adalah dengan mencampurkan pigmen ke dalam semen Portland.

3 Semen Hidrolik Non-Portland

Macam-macam semen hidrolik non-Portland antara lain diuraikan sebagai berikut :

• Pozzolan-lime cements Bangsa Romawi menggunakan semen dari campuran pozzolan yang telah dihancurkan dan kapur untuk membuat bangunan yang kokoh, bahkan masih tetap berdiri sampai sekarang. Misalnya, Patheon di Roma. Kekuatan semen seperti ini terbentuk secara lambat, tetapi kuat ikatannya sangat tinggi. Produk hidrasi yang menghasilkan kekuatan adalah sama dengan semen Portland.

• Slag-lime cements Kerak blast furnace yang berbentuk granule tidak dengan sendirinya bersifat hidrolik, tetapi karena diaktivasi oleh alkali yang ditambahkan, biasanya adalah kapur. Sifat-sifat slag-lime cements ini sama seperti pozzolan-lime cements. Satu-satunya komponen semen yang efektif adalah kerak yang berbentuk granule.

• Supersulfated cements Semen ini mengandung kira-kira 80% kerak blast furnace yang berbentuk granule, 15 % gips, dan sedikit clinker Portland atau kapur sebagai aktivator. Kekuatan semen dihasilkan dari pembentukan

ettringite (hexacalcium aluminate trisulfate hydrate, (CaO) 6 (Al 2 O 3 ) (SO 4 ) 3 . 32H 2 O, yang merupakan hasil reaksi calcium aluminate dengan calcium sulfat), dengan laju pembentukan kekuatan yang rendah seperti semen Portland. Semen ini menghasilkan bangunan yang tahan terhadap sulfat dan bahan-bahan reaktif lainnya.

• Calcium aluminate cements Calcium aluminate cements merupakan semen hidrolik yang dibuat dari batu kapur dan bauksit sebagai komponen utamanya. Bahan

aktifnya adalah monokalsium aluminat, (CaAl 2 O 4 ), dan Mayenite, (Ca 12 Al 14 O 33 ). Kekuatan semen terbentuk dari reaksi hidrasi bahan aktif ini menjadi hidrat kalsium aluminat. Semen ini sangat cocok digunakan dalam concrete untuk refractory (batu api atau lapisan aktifnya adalah monokalsium aluminat, (CaAl 2 O 4 ), dan Mayenite, (Ca 12 Al 14 O 33 ). Kekuatan semen terbentuk dari reaksi hidrasi bahan aktif ini menjadi hidrat kalsium aluminat. Semen ini sangat cocok digunakan dalam concrete untuk refractory (batu api atau lapisan

• Calcium sulfoaluminate cements Jenis semen ini terbuat dari clinker yang mengandung ye’elimite,

(Ca 4 (AlO 2 ) 6 SO 4 ), sebagai fase primer. Bahan ini biasanya digunakan dalam expansive cements, dalam semen dengan kekuatan awal yang sangat tinggi, dan dalam semen “rendah energi”. Reaksi hidrasi menghasilkan ettringite. Sifat fisik tertentu, seperti reaksi cepat dan ekspansi, diperoleh dengan menyesuaikan kandungan ion kalsium dan ion sulfat. Di Cina, semen ini dimanfaatkan sebagai alternatif untuk semen rendah energi. Hanya sedikit energi yang diperlukan untuk memproduksi calcium sulfoaluminate cements, karena temperatur tungku untuk reaksi juga rendah dan batu kapur yang diperlukan lebih

sedikit. Meskipun emisi CO 2 rendah, tetapi produksi semen ini kurang menguntungkan untuk lingkungan karena emisi SO 2 yang tinggi dari bahan baku yang digunakan.

• “Natural” Cements Natural cements tidak bisa dipisahkan dari produk semen pada era sebelum Portland. Pembuatan dan komposisinya hampir sama. • Geopolymer cements Geopolymer cements dibuat dari campuran silikat logam alkali yang dapat larut dalam air dan powder mineral aluminosilikat seperti fly ash dan metakaolin.