KIMIA BAHAN SEMEN BY PUPUT RISDANARENI

KIMIA BAHAN
SEMEN
BY :
PUPUT RISDANARENI,ST,MT

PENGERTIAN


Semen adalah suatu jenis bahan yang memiliki
sifat adhesif dan kohesif yang memungkinkan
melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi
satu massa yang padat
 Untuk konstruksi beton semen adalah bahan jadi
dan mengeras dengan adanya air yang
dinamakan semen hidraulis

PENGGOLONGAN SEMEN BERDASARKAN
PROSES PEMBUATAN


Semen dari bahan klinker-semen-portland :

- Semen portland
- Semen portland abu terbang
- Semen tanur tinggi
- Semen portland/tras/pozzolan
- Semen portland putih
 Semen dari bahan lain :
- Alumunium Semen
- Semen bersulfat

SIFAT SEMEN


Sifat Fisik :
bahan berbutir halus yang lolos ayakan 2 µm dan
mempunyai berat jenis antara 3 sampai 3,15 gr/cm3.
 Sifat Kimia :
* C3S dan C2S Berpengaruh terhadap pengerasan
semen terutama sebelum mencapai umur 14 hari.
* Unsur ini membuat semen tahan terhadap
serangan kimia dan mengurangi penyusutan karena

pengeringan.
* C3A berhidrasi secara eksotermis, bereaksi secara
cepat dan memberikan kekuatan sesudah 24 jam.
* C4AF kurang begitu besar pengaruhnya terhadap
pengerasan beton

TYPE SEMEN
Jenis I
 Semen portland yang digunakan untuk tujuan umum.
Jenis II
 Semen portland yang penggunaannya memerlukan
ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.
Jenis III
 Semen portland yang penggunaannya memerlukan
persyaratan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi.
Jenis IV
 Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut
panas hidrasi yang rendah
Jenis V
 Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

ketahanan yang kuat terhadap sulfat.

KOMPOSISI KIMIA TIAP TYPE SEMEN
C3S

C2S

C3A

C4AF

Kehalusan
butiran
(m2/kg)

1

55

19

10

7

370

2

51

24

6

11

370

3

56

19

10

7

540

4

28

49

4

12

380

5

38

43

4

9

380

Type

Komposisi penyusun maksimum (%)

OKSIDA PENYUSUN SEMEN

Oksida
Kapur (CaO)

Persen (%)
60 – 65

Silika (SiO2)

17 – 25

Alumina (Al2O3)

3–8

Besi (Fe2O3)

0,5 – 6

Magnesia (MgO)

0,5 – 4

Sulfur (SO3)
Potash (Na2O + K2O)

1–2
0,5 – 1

SENYAWA PENYUSUN SEMEN
Rumus empiris

Rumus oksida

Tricalsium silikat

Ca3SiO5

3CaO.SiO2

C3 S

Ratarata
(%)
50

Dicalsium silikat

Ca2SiO4

2CaO.SiO2

C2 S

25

Tricalsium aluminat

Ca3Al2O6

3CaO.Al2O3

C3A

12

Ca2AlFeO3

4CaO.Al2O3Fe2O3

C4AF

8

CaSO4.2H2O

CSH2

3,5

Nama senyawa

Tetracalcium
aluminoferrit
Calsium sulfat
dihidrat

Notasi
pendek

HIDRASI SEMEN






Mekanisme hidrasi silikat (C3S dan C2S)
2(3CaO.SiO2) + 6 H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + 3Ca(OH)2
2(2CaO.SiO2) + 4 H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + Ca(OH)2
Mekanisme hidrasi Aluminat (C3A)
3CaO.Al2O3 + CaSO4.2H2O + 10 H2O 3CaO.Al2O3.CaSO4 + 12 H2O
(gypsum)
3CaO.Al2O3 + Ca(OH)2 + 12 H2O 3CaO.Al2O3.Ca(OH)2.12 H2O
Mekanisme hidrasi tetracalsium aluminoferrit (C4AF)
4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 2Ca(OH)2 + 10H2O 64CaO.Al2O3.Fe2O3.12
H2 O
(tetracalsium aluminoferrat)

MEKANISME PEMBENTUKAN PASTA SEMEN


Proses pertama terjadi ketika air di masukkan
ke dalam semen
 Dalam waktu kurang dari 10 menit air akan
menjadi senyawa alkali tinggi
 Unsur yang bereaksi paling awal membentuk
ikatan kimia ialah C3S
 Fase terakhir yang terjadi dalam proses ini ialah
terbentuknya rantai C-H-S yang membuat
semen menjadi struktur ikatan yang rigid

EVALUSI PROSES HIDRASI
Beberapa tes dapat dilakukan untuk mengetahui
proses hidrasi dan sifat kimia pasta semen,
antara lain :
 Panas Hidrasi
 Jumlah calsium hidroksida yang terbentuk dari
proses hidrasi
 Berat Jenis Pasta
 Jumlah air kimia yang terbentuk
 Jumlah semen yang tidak terhidrasi
 Kekuatan pasta semen

EFEK LINGKUNGAN








Dalam pembuatannya semen memerlukan material
kapur dalam jumlah banyak, sedangkan kapur
merupakan bahan tambang yang tidak dapat
diperbaharui
Pada proses hidrasi, semen melepaskan energi
berupa panas dan residu berupa karbon dioksida,
semakin banyak penggunaan semen maka semakin
tinggi karbon yang di lepas ke alam
Karbon di oksida ini berperan cukup besar dalam
terciptanya efek rumah kaca dan pemanasan global
di bumi
Air sisa dari pembuatan beton yang menggunakan
semen sebagai perekat sangat berbaya bagi
lingkungan karena menggandung potas dan soda
Jika air ini langsung di buang ke tanah akan sangat
mempengaruhi kualitas air tanah

UPAYA MEMBUAT INDUSTRI KONSTRUKSI
RAMAH LINGKUNGAN


Mulai mengurangi penggunaan material semen
dengan pozzolan yang memiliki sifat dan
struktur kimia yang mirip. Misalnya: fly ash,
tras, metal slag , silica fume dll
 Pengolahan limbah sisa pembuatan beton mulai
diperhatikan, beberapa perusahaan memakai
ulang air limbah ini untuk membuat beton non
struktural