.
KLINIK KONSTRUKSI 7
.
Pertanyaan Via E-mail :
(dari seseorang yang meminta disembunyikan identitasnya, untuk privasinya)
Pada Ming, 25/10/09, P S
Dari: P S
Judul: Mohon Info
Kepada: "Ratmaya Urip"
Tanggal: Minggu, 25 Oktober, 2009, 11:21 PM
Halo Pak Urip,Apa kabar?saya sedang butuh info mengenai semen untuk konstruksi di laut. kabarnya hanya semen gresik yg punya produk untuk ini. saya langsung teringat Bapak.
:)sebenarnya, jika kita pake semen biasa untuk konstruksi beton di laut, apa masalahnya.
Terimakasih sebelumnya,
Pak.Salam,
PS
Mengundang Bapak untuk menjelaskan ttg semen tahan air laut ini akan sangat menyenangkan. Saya jadi punya alasan ketemu Bapak. hehehe....
Btw,kalo mau mengundang Pak Urip menjelaskan di depan Direksi kami,bagaimana caranya ya Pak?
Blog Bapak sudah saya baca dan saya referkan ke Team Leader saya. Kita sama-sama tunggu saja tanggapannya.
Terimakasih banyak atas balasan emailnya Pak.
Salam,
PSJawaban Ratmaya Urip:
.
Untuk beton yang akan di cor di laut sebaiknya jangan menggunakan semen biasa atau semen untuk penggunaan umum, atau Semen Type I (“Ordinary Portland Cement”). Kerena Semen Type I memiliki beberapa kekurangan jika harus digunakan di laut, khususnya yang menyangkut keawetannya (“durability”-nya).
Untuk konstruksi di laut sebaiknya memakai Semen Type V, atau dapat juga memakai Semen Portland Pozolan (Pozzolan Portland Cement-PPC), atau Semen Blended Khusus SBC (Special Blended Cement).
Untuk lebih jelasnya periksa ASTM C 150, atau AASHTO M 85, atau CSA A3000.
Di Indonesia, Semen Type V diproduksi oleh PT Semen Padang (Semen Gresik Group), PT Semen Tiga Roda, dan Holcim. Sementara Semen Pozolan (Pozzolan Portland Cement-PPC) diproduksi oleh PT Semen Gresik, PT Semen Padang, PT Semen Tonasa. Sedang Semen Blended Khusus SBC (Special Blended Cement-SBC) diproduksi oleh PT Semen Gresik, yang contohnya adalah pemakaian untuk Jembatan Suramadu.
Dasar-Dasar Pemahaman tentang Semen Portland
Komposisi mineral utama dalam semen terdiri dari C3S, C2S, C3A, dan C4AF. Di samping mineral-mineral utama tersebut sebenarnya terdapat sejumlah mineral-mineral minor, yang untuk beberapa kondisi dapat kita abaikan perannya. Contoh-contoh mineral minor adalah : C12A7, C2AS, CA2S, CS, C5A, C5A3, C2F, CF, C6A2F, dan lain-lain.
C3S mempunyai sifat yang hampir sama dengan semen, yaitu jika ditambahkan air akan cepat terjadi proses “setting” (pengerasan), dan dalam beberapa jam saja akan mengeras. C3S akan menunjang kekuatan awal dari semen. Panas hidrasi atau panas yang timbul selama proses pengerasan sekitar 245 joule/gram (pada umur 3 hari, dan suhu 21 derajad Celcius) atau sekitar 380 joule/gram (pada umur 28 hari, dan suhu 21 derajad Celcius). Kandungan C3S dalam semen bervariasi antara 35% s/d 55%, dengan rata-rata sekitar 45%.
C2S mempunyai sifat jika ditambah air, perkembangan kekuatannya stabil dan lambat pada beberapa minggu, meskipun ketika sampai pada kekuatan akhir akan sama dengan C3S. Ini terjadi karena panas hidrasi yang timbul “hanya” sekitar 50 joule/gram (pada umur 3 hari, dan suhu 21 derajad Celcius) atau 105 joule/gram (pada umur 28 hari, dan suhu 21 derajad Celcius). Kandungan C2S pada Semen Portland mempunyai variasi antara 15% s/d 35%, dengan rata-rata sekitar 25%
C3A mempunyai sifat, jika ditambah air akan bereaksi yang menimbulkan panas hidrasi yang cukup tinggi, yaitu 890 joule/gram (pada umur 3 hari, dan suhu 21 derajad Celcius) atau 1380 joule/gram (pada umur 28 hari, dan suhu 21 derajad Celcius). Perkembangan kekuatan terjadi pada satu sampai dua hari, tetap sangat rendah. Kandungan C3A pada Semen Portland bervariasi 7% s/d 15%.
C4AF mempunyai sifat, jika ditambah air bereaksi dengan cepat dan pasta terbentuk dalam beberapa menit. Panas hidrasi yang ditimbulkannya 290 joule/gram (pada umur 3 hari, dan suhu 21 derajad Celcius) atau 495 joule/gram (pada umur 28 hari dan suhu 21 derajad Celcius). C4AF juga mempengaruhi warna pada semen, di samping Mg. Kandungan C4AF pada Semn Portland bervariasi 5% s/d 10% dengan rata-rata 8%.
Secara komposit (majemuk) Semen Portland Type I memiliki panas hidrasi 380 joule/gram sesudah 28 hari.
Di samping 4 (empat) mineral utama di atas, masih ditambahkan material lain yaitu GYPSUM, yang diperlukan untuk mengendalikan waktu pengerasan semen. Karena jika tanpa GYPSUM, maka semen akan mengeras lebih cepat, sehingga tidak ada kesempatan untuk pemakaian semen sesuai dengan waktu untuk kebutuhan konstruksinya. Dengan kata lain semen akan segera mengeras sebelum proses pengerjaan dimulai atau proses pengerjaan selesai. Gypsum akan dapat mengendalikan “setting time”, mencegah “flash setting” dan beton menjadi lebih “workable” selama beberapa jam. Di samping itu GYPSUM juga akan meningkatkan “properties” dari semen seperti “grindability”, “sensitivity to storage”, “volume stability” dan “strength”.
GYPSUM harus dibatasi karena gypsum yang berlebihan akan menyebabkan “cracking” dan mengacaukan waktu pengerasan semen. Kandungan gypsum yang kurang akan menyebabkan semen cepat mengeras, sehingga mengganggu pemanfaatan semen. Kandungan gypsum yang optimum akan menghasilkan kekuatan tekan maksimum dan penyusutan minimum. Kandungan gypsum dalam semen sekitar 4%.
Catatan : Penjelasan secara rinci tentang Jenis-jenis Semen dan pemanfaatannya masing-masing, hanya akan diberikan melalui penjelasan tatap muka atau presentasi. Mulai dari bahan baku semen, mix-design semen, cara pembuatan semen, sampai kelebihan dan kekurangan masing-masing jenis semen akan dijelaskan secara rinci dalam presentasi.
Semen Type V (High Sulfate Resistance Portland Cement – HSRPC)
Semen ini dirancang khusus untuk tahan terhadap serangan sulfat, sekaligus juga tahan terhadap “chloride”. Sehingga cocok untuk penggunaan di laut atau di tempat tertentu yang bukan di lingkungan laut, namun memiliki kandungan sulfat yang tinggi. Misalnya di daerah atau pabrik-pabrik yang penuh dengan limbah dengan kandungan sulfat tinggi, Instalasi Penjernihan Air Limbah (IPAL) atau di laboratorium yang penggunaan sulfatnya tinggi.
Mengapa semen atau beton perlu tahan terhadap serangan sulfat, atau juga chloride?
Semen Type V dibuat berbeda dengan Semen Type I dalam hal komposisi mineral tersebut di atas. Dalam hal ini kandungan C3A untuk Semen Type V dikurangi proporsinya jika dibandingkan dengan Semen Type I. Pengurangan C3A dalam semen akan dapat mengurangi terjadinya “cracking”, karena C3A jika bertemu dengan GYPSUM akan terjadi reaksi kimia yang membentuk “ettringite” (3 C3A.3 CaSO4.31H2O). Pembentukan “ettringite” akan berpengaruh pada kenaikan volume, karena “ettringite” memiliki berat jenis yang lebih rendah yaitu 1,73 gr/cm3.
Di samping itu pengurangan C3A akan mengurangi panas hidrasi yang terjadi karena C3A adalah mineral yang akan menimbulkan panas hidrasi yang sangat tinggi. Dengan demikian, proses hidrasi akan berlangsung lebih lambat, sehingga micro crack akan dapat dikurangi. Beton akan lebih padat (density lebih besar, dengan porosity atau permeability lebih rendah), sehingga sulfat yang banyak di lingkungan air laut akan terhambat penetrasinya untuk menyerang tulangan baja yang ada dalam beton.
Jika kita tetap mempertahankan pemakaian Semen Portland Type I di laut, maka di samping akan terjadi pembesaran volume beton dan micro-crack seperti diuraikan di atas, juga beton-nya sendiri akan cepat hancur, karena terjadinya reaksi alkali silika, antara batuan (aggregate) yang ada dalam beton dengan alkali yang terdapat dalam semen.
Untuk diketahui, permintaan untuk Semen Type V tidak begitu tinggi sehingga jarang dijumpai di pasar. Sering kali produksi untuk jenis semen Type V berdasar pada “Job-order” bukan “Mass product” seperti halnya produksi Semen Type I (OPC), sehingga pesanannya harus dalam jumlah yang relatif besar, supaya tidak mengganggu pencapaian kapasitas produksi pabrik semen. Karena untuk memproduksi Semen type V biasanya Pabrik Semen terpaksa menghentikan salah satu line produksi yang biasanya memproduksi Semen Type I. Namun akhir-akhir ini permintaan Semen Type V cukup banyak karena adanya pembangunan sejumlah besar PLTU di seluruh Indonesia yang semuanya menggunakan Semen Type V. Sehingga jika diinginkan untuk menggunakan Semen Type V, kemungkinan besar masih cukup tersedia di pabrik (bukan di pasar).
(Catatan : penjelasannya akan lebih mudah dengan peragaan dan presentasi oleh penulis secara tatap muka. Untuk itu penulis siap untuk memberikan presentasi bagi pihak-pihak yang membutuhkannya. Silakan hubungi e-mail: ratmayaurip@yahoo.com )
Semen Portland Pozolan (Pozzolan Portland Cement-PPC)
Semen Portland Pozolan (Pozzolan Portland Cement-PPC), yang untuk selanjutnya akan disebut sebagai PPC, dalam ASTM dikenal sebagai Semen Type IP. Semen ini mengandung sekitar 20% bahan pozolan (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3), baik yang berasal dari pozolan natural yang terdapat di alam seperti tras, pasir silika, pasir kuarsa, tanah liat, dll, maupun bahan pozolan yang berasal dari bahan pozolan artificial, seperti abu terbang (“fly ash”), sebagai pozolan yang diperoleh dari sisa-sisa pembakaran batu bara, khususnya batu bara jenis anthracite maupun bituminous, yang ditangkap dengan sistem Electrostatic Precipitator (EP).
Pozolan yang ditambahkan dalam semen akan dapat mengurangi panas hidrasi (panas yang timbul selama pengerasan semen atau beton), sehingga proses pengerasan semen akan berjalan lebih lambat. Dengan demikian tidak akan terjadi penguapan air secara tiba-tiba, sehingga “crack’ akan dihindari. Semen dan atau beton akan menjadi lebih padat, retak-retak rambut (“micro crack”) akan dihindari, sehingga serangan sulfat akan dapat dihindari pula.
Dengan penambahan pozolan juga akan menangkap Ca(OH)2 yang selalu keluar mengiringi proses pengerasan beton. Sehingga pozolan akan bereaksi dengan Ca(OH)2 membetuk CSH, yang akan menambah kerapatan beton, karena Ca(OH)2 tidak dapat meninggalkan beton yang biasanya menyebabkan porositasnya naik. Dengan kata lain beton akan memiliki density yang lebih tinggi, porositas dan permeabilitasnya rendah, sehingga infiltrasi serangan sulfat dan chloride yang ada dalam air laut akan terhambat, dengan kata lain, baja tulangan yang ada dalam beton akan terhindar dari serangan chloride maupun sulfat.
2(3CaO.SiO2) + 6H2O à 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2
2(2CaO.SiO2) + 4H2O à 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2
Ca(OH)2 + SiO2 à CaO.SiO2.nH2O
Di samping itu tanpa tambahan pozolan dalam PPC, akan menyebabkan garam-garam atau senyawa-senyawa sulfat bereaksi dengan Ca(OH)2 membentuk gypsum baru, yang ketika bertemu dengan CAH dan CAFH akan membentuk ettringite, yang menyebabkan semen atau beton menjadi membengkak volumenya, sehingga akan terjadi micro crack, yang memudahkan baja tulangan akan korosi, dan pada akhirnya akan menyebabkan “spalling”. (Catatan: reaksi kimia yang terjadi akan dijelaskan dalam presentasi tatap muka, dengan paparan yang lebih mudah untuk dimengerti).
Penambahan pozolan dalam semen juga akan menghindari terjadinya reaksi alkali-silika dalam semen atau beton. Karena alkali yang ada dalam semen akan menyerang tambahan pozolan (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) yang ada dalam PPC, sebelum menyerang SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 yang mendominasi aggregate (batu pecah). Sehingga aggregate (batu pecah) tidak akan keropos karena serangan alkali yang ada dalam semen.
Penambahan pozolan dalam semen juga akan mengindari serangan cloride, karena garam-garam chlorida, khususnya MgCl2 yang terdapat dalam air laut tidak akan bereaksi dengan Ca(OH)2 yang membentuk Mg(OH)2 dan CaCl2, dimana Mg(OH)2 adalah material dengan volume yang besar, yang mengakibatkan semen atau beton dapat mengembang dan akhirnya keropos. Hal ini terjadi karena Ca(OH)2 ditangkap oleh pozolan yang ada dalam Semen Portland Pozolan (Pozzolan Portland Cement-PPC).
MgCl2 + Ca(OH)2 à Mg(OH)2 + CaCl2
Reaksi kimia ini tidak terjadi, karena Ca(OH)2 ditangkap oleh pozolan yang ada dalam PPC.
Semen PPC memiliki kekurangan, yaitu, setting time-nya agak lambat. Dengan kata lain, proses hardening-nya lebih lambat daripada Semen Type I. Hal ini karena dengan adanya kandungan pozolan yang berlebih, menyebabkan panas hidrasi menjadi lebih rendah, sehingga proses pengerasannya menjadi lebih lambat.
Namun keuntungan-keuntungan dengan memakai Semen PPC jauh lebih banyak. Untuk itu silakan ikuti presentasi tatap muka lebih lanjut.
Semen Blended Khusus (Special Blended Cement-SBC)
Semen ini merupakan semen khusus, yang merupakan perbaikan kinerja atau peningkatan kinerja dari Semen PPC.
(Penjelasannya akan disampaikan dalam tulisan tersendiri, atau hanya akan diberikan dalam penjelasan tatap muka atau presentasi tatap muka, karena alasan-alasan khusus. Penulis akan menyampaikan presentasi atas permintaan pihak-pihak yang membutuhkan via : ratmayaurip@yahoo.com )
Jembatan Suramadu telah memakai jenis semen ini untuk pelaksanaan konstruksinya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar