SI BAHAN PEREKAT DAN PEMBENTUK BANGUNAN
Dikemas oleh Isamas54
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 …….
Sifat–Sifat dan Susunan Kimia
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
Kekuatan semen yang dipakai sangat tergantung pada jumlah
air yang dipakai waktu proses hidrasi berlangsung. Sebaiknya selalu diusahakan
jumlah air yang dipakai sesedikit mungkin agar kekuatan beton tidak terlalu
rendah. Pada dasarnya jumlah air yang diperlukan untuk proses hidrasi kira–kira
25% dari berat semennya. Penambahan jumlah air akan mengurangi kekuatan beton
setelah mengeras.
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.
