KIMIA BAHAN

KIMIA BAHAN
SEMEN
BY :
PUPUT RISDANARENI,ST,MT

PENGERTIAN
Semen adalah suatu jenis bahan yang
memiliki sifat adhesif dan kohesif yang
memungkinkan melekatnya fragmenfragmen 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/cm 3.
 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

Type

Komposisi penyusun maksimum (%) Kehalusan
butiran
(m2/kg)

C3S

C2S

C3A

C4AF

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

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

C 3S

Ratarata
(%)
50

Dicalsium silikat

Ca2SiO4

2CaO.SiO2

C 2S

25

Tricalsium aluminat

Ca3Al2O6

3CaO.Al2O3

C3 A

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 (C 4AF)
4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 2Ca(OH)2 + 10H2O 64CaO.Al2O3.Fe2O3.12 H2O
(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
