Semen adalah suatu bahan yang mempunyai sifat adhesif dan kohesif yang mampu melekatkan fragmen-fragmen mineral menjadi suatu kesatuan massa yang padat. Semen yang digunakan untuk bahan beton adalah semen portland. Semen ternyata sudah ada sejak zaman kerajaan Romawi Kuno di Italia yang dihasilkan dari campuran batu kapur dengan abu vulkanis dari gunung berapi.
Pengertian
Semen adalah suatu bahan yang mempunyai sifat adhesif dan kohesif yang mampu melekatkan fragmen-fragmen mineral menjadi suatu kesatuan massa yang padat. Semen yang digunakan untuk bahan beton adalah semen portland atau semen portland pozolan yang berupa semen hidrolik sebagai perekat bahan susun beton.
Sejarah
Bahan yang satu ini memang sangat dibutuhkan untuk mempererat susunan batu bata. Dengan mencampur semen, pasir, dan air maka batu bata siap untuk disusun. Selain itu, semen juga difungsikan sebagai penghalus tembok untuk memperindah bangunan.
Semen ternyata sudah ada sejak zaman kerajaan Romawi Kuno di Italia. Konon semen dihasilkan dari campuran batu kapur dengan abu vulkanis dari gunung berapi. Pada masa itu semen diberi nama pozzuolana. Nama ini disesuaikan dengan daerah asal semen ditemukan yakni di daerah Pozzuoli, Italia. Namun sejak kerajaan Romawi runtuh, pada sekitar tahun 1100-1500, sejarah semen seolah terputus dari peredaran.
Semen mulai muncul kembali pada tahun 1700-an, tepatnya di Inggris setelah seorang ahli teknik bangunan bernama John Smeaton mencoba adonan semen baru dengan memanfaatkan batu kapur dan tanah liat. Saat itu semen digunakan untuk membangun sebuah menara. Namun amat disayangkan, semen termuan Smeaton tidak dipatenkan.
Sampai akhirnya pada tahun 1824, semen justru dipatenkan oleh seorang ahli teknik, Joseph Aspdin. Ia mematenkannya dengan nama Semen Portland karena hasil olahannya mirip dengan tanah di Pulau Portland, Inggris. Ramuan semen Aspidinlah yang banyak diaplikasi oleh produsen sekarang ini.
Kini ada berbagai macam jenis dan tipe semen yang dikenal. Bahkan, sesuai dengan perkembangan zaman, semen kini sudah ada yang instan, alias tinggal campur dengan air, langsung bisa digunakan. Sungguh, sebuah inovasi yang sangat berguna. Adanya semen kini telah menghasilkan monumen dan bangunan ternama di berbagai dunia.
Catatan :
• Sebagai perekat antara batu, bata, atau bahan lainnya nenek
moyang kita juga telah tahu system perekat bangunan ini seperti
kita lihat di candi-candi yang dibuat dengan susunan batu
sampai menjulang tinggi (seperti Candi Borobudur dan Candi
Prambanan) tentu ini tidak terlepas dari tehnik semen-me-
nyemen (atau pada waktu itu hanya cukup mengandalkan gaya
berat/"tanpa semen"?).
• Pada waktu jaman sebelum memasyarakatnya semen (sampai ke
desa-desa atau bahkan di kota besar juga banyak), bahan perekat
yang digunakan adalah batu kapur dicampur dengan bata merah
yang agak dihaluskan ditambah pasir atau tanah dan air (ada
istilah semen bata dan semen batu).
Kembali ke semen (maaf, bukan "semen arti lain" karena dalam ilmu biologi atau anatomi atau kah ilmu mengenai enzym/protein, yaitu merupakan salah satu macam cairan yang dikeluarkan tubuh ... dst-dst-dst ... daan seteruuusnyaaaaaa..a..., ... capek juga yakh cari ide atau kemas ceritanya), kita lanjutkan …….
Semen portland dibuat dari serbuk mineral kristalin yang komposisi utamanya disebut mayor oksida, terdiri dari : kalsium atau batu kapur (CaCO3), aluminium oksida (Al2O3), pasir silikat (SiO2), dan bijih besi (FeO2) serta senyawa-senyawa lain yang jumlahnya hanya beberapa persen dari jumlah semen yaitu minor oksida yang terdiri dari : MgO, SO3, K2O, dan NaO2.
Empat unsur yang paling penting dalam semen adalah :
1. Trikalsium silikat (C2S) atau 3CaO.SiO3
2. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2
3. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3
4. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.FeO2
Hidrasi Semen
Hidrasi semen adalah reaksi yang terjadi antara silikat dan aluminat pada semen dengan air menjadi media perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Hidrasi semen bersifat eksotermis dengan panas yang dikeluarkan kira–kira 110 kalori/gram.
Panas hidrasi didefinisikan sebagai kuantitas panas dalam kalori/gram pada semen yang terhidrasi. Waktu berlangsungnya dihitung sampai proses hidrasi berlangsung sampai sempurna pada temperatur tertentu. Laju hidrasi dan perubahan panas bertambah besar sejalan dengan semakin halusnya semen.
Kekuatan Semen dan FAS
Keterangan Gambar : apakah bangunan-bangunan tersebut direkat oleh semen?
Sifat Fisis Semen
Sifat–sifat fisis semen adalah :
a. Kehalusan Butir
Semakin halus butiran semen, semakin luas permukaannya sehingga semakin cepat pula proses hidrasinya. Hal ini berarti bahwa butir–butir semen yang halus akan menjadi kuat dan menghasilkan panas hidrasi yang lebih cepat dari pada semen dengan butir–butir yang lebih kasar. Menurut SII 0013-81 paling sedikit 90% berat semen harus lolos ayakan lubang 9 mm.
b. Waktu Ikatan
Waktu ikatan adalah waktu yang dibutuhkan semen untuk mencapai keadaan
kaku tahap pertama dan cukup kuat untuk menerima tekanan.
c. Panas Hidrasi
Panas hidrasi adalah kuantitas panas dalam kalori/gram pada semen yang terhidrasi.
d. Berat Jenis
Sifat Kimia Semen
Semen mengandung C3S dan C2S sebesar 70–80 %. Unsur-unsur ini merupakan unsur paling dominan dalam memberikan sifat semen. C3S mulai berhidrasi bila semen terkena air secara eksotermis. Berpengaruh besar terhadap pengerasan semen, terutama sebelum mencapai umur 14 hari. Membutuhkan air 24% dari beratnya. C2S bereaksi dengan air lebih lambat dan hanya berpengaruh terhadap pengerasan semen setelah 7 hari dan memberikan kekuatan akhir. Unsur ini membuat semen tahan terhadap serangan kimia dan mengurangi penyusutan karena pengeringan. Membutuhkan air 21% dari beratnya. C3A berhidrasi secara eksotermis, bereaksi secara cepat dan memberikan kekuatan sesudah 24 jam.
Membutuhkan air 40% dari beratnya. Semen yang mengandung unsur ini lebih dari 10%, kurang tahan terhadap serangan sulfat. C4AF kurang begitu besar pengaruhnya terhadap pengerasan beton.
Jenis–Jenis Semen
Berikut jenis-jenis semen portland yang sering digunakan dalam konstruksi
Jenis dan Penggunaan
I. Konstruksi biasa dimana persyaratan yang khusus tidak diperlukan.
II. Konstruksi biasa dimana diinginkan perlawanan terhadap panas hidrasi yang sedang.
III. Jika kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan diinginkan.
IV. Jika panas hidrasi yang rendah yang diinginkan.
V. Jika daya tahan tinggi terhadap sulfat yang diinginkan.
Semen dari Sampah
Jepang saat ini telah berhasil mengubah sampah menjadi produk semen yang kemudian dinamakan dengan ekosemen.
Diawali penelitian di tahun 1992, dengan dibiayai oleh Development Bank of Japan, para peneliti Jepang telah meneliti kemungkinan abu hasil pembakaran sampah, endapan air kotor dijadikan sebagai bahan semen. Dari hasil penelitian tersebut diketahui bahwa abu hasil pembakaran sampah mengandung unsur yg sama dg bahan dasar semen pada umumnya. Pada tahun 1998, setelah melalui proses uji kelayakan akhirnya pabrik pertama didunia yang mengubah sampah menjadi semen didirikan di Chiba.
Pabrik tersebut mampu menghasilkan ekosemen 110.000 ton per tahunnya. Sedangkan sampah yang diubah menjadi abu yang kemudian diolah menjadi semen mencapai 62.000 ton per tahun, endapan air kotor dan residu pembakaran yang diolah mencapai 28.000 ton per tahun. Hingga saat ini sudah dua pabrik di Jepang yang memproduksi ekosemen.
Penduduk jepang membuang sampah baik organik maupun anorganik, sekitar 50 juta ton/tahun. Dari 50 ton per tahun tersebut yang dibakar menjadi abu sekitar 37 ton per tahun. Sedangkan abu yang dihasilkan mencapai 6 ton/tahunnya. Dari abu inilah yang kemudian dijadikan sebagai bahan dari pembuatan ekosemen. Abu ini dan endapan air kotor mengandung senyawa-senyawa dalam pembentukan semen biasa. Yaitu, senyawa-senyawa oksida seperti CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3. Oleh karena itu, abu ini bisa berfungsi sebagai pengganti clay yang digunakan pada pembuatan semen biasa.
Namun CaO yang terkandung pada abu hasil pembakaran sampah dinilai masih belum mencukupi, sehingga limestone (batu kapur) sebagai sumber CaO masih dibutuhkan sekitar 52 persen dari keseluruhan. Sedangkan pada semen biasa, limestone yg dibutuhkan mencapai 78 persen dari keseluruhan.
Proses selanjutnya adalah abu hasil pembakaran sampah (39 persen), limestone (52 persen), endapan air kotor (8 persen) dan bahan lainnya dimasukkan ke dalam rotary klin untuk kemudian dibakar. Untuk mencegah terbentuknya dioksin, pada proses pembakaran di rotary klin, dilakukan pada 1400 derajat celcius lebih dimana pada suhu tersebut dioksin terurai secara aman.
Berdasarkan hasil pengujian JSA (Japan Standar Association) dinyatakan bahwa ekosemen mempunyai kualitas yang sama baiknya dengan semen biasa. Sehingga, hingga saat ini penggunaan ekosemen sudah digunakan dalam pembangunan jembatan, jalan, rumah, dan bangunan lainnya di Jepang.
Catatan :
Kita tunggu saja perkembangan lebih lanjut mengenai semen-me-nyemen ini terutama yang dibuat dari sampah, siapa tahu bisa mengatasi masalah sampah di Indonesia yang untuk Jakarta saja (data tahun 1997) bisa sebesar Gelora Bung Karno per hari, ....... "apabila kita ngandaikan" - ukuran bangunan sebenarnya lebih gede - tempat tersebut berukuran luas 25 x 50 meter dengan tinggi 20 meter atau sekitar 25.715 meter kubik sampah per hari. Tks.
Sumber bacaan a.l : www.andriewongso.com dan www.scribd.com yang bersumber dari Kardiyono Tjokrodimuljo dalam “Teknologi Beton” , anangss.wordpress.com yang bersumber dari Tokyo National College of Technology
Tulisan terkait :
Produsen Semen Mortar
Mengenal Lebih Dekat Produsen Semen
Tidak ada komentar:
Posting Komentar