Severity: 8192

Message: Implicit conversion from float 32.5 to int loses precision

Filename: helpers/captcha_helper.php

Line Number: 307

Backtrace:

File: /home/lsweddml/public_html/bbppmpvboe/application/controllers/Berita.php
Line: 61
Function: create_captcha

File: /home/lsweddml/public_html/bbppmpvboe/index.php
Line: 294
Function: require_once

Hidrasi Semen

Semen merupakan salah satu material anorganik yang banyak dimanfaatkan karena sifat-sifatnya yang memiliki kestabilan tinggi terhadap pengaruh fisis. Semen biasa digunakan sebagai bahan bangunan, selain itu semen juga digunakan sebagai bahan campuran pembuatan beton. Semen adalah hasil industri dari paduan bahan baku: batu kapur/gamping sebagai bahan utama dan lempung/tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk/bulk, yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. Batu kapur/gamping adalah bahan alam yang mengandung senyawa kalsium oksida (CaO), sedangkan lempung/tanah liat adalah bahan alam yang mengandung senyawa: silika oksida (SiO₂), aluminium oksida (Al₂O₃), besi oksida (Fe₂O₃) dan magnesium oksida (MgO). Untuk menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar pada suhu yang sangat tinggi yaitu antara 1400 - 1600 °C sampai meleleh, sebagian untuk membentuk clinkernya, yang kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (gypsum) dalam jumlah yang sesuai.

Kandungan semen berturut-turut mulai dari yang terbanyak yaitu kalsium (II) oksida (CaO), silika (IV) oksida (SiO₂), aluminium (III) oksida (Al₂O₃), besi (III) oksida (Fe₂O₃)dan komponen minor lainnya, salah satunya adalah kalsium (II) sulfat (CaSO₄) (MacLaren, 2003). Akan tetapi, karena proses pembuatan semen dari bahan-bahan bakunya menggunakan temperatur yang sangat tinggi (melebihi 1200 ^oC), beberapa komponen tersebut bergabung dengan sesamanya menghasilkan bermacam-macam campuran fase padat terutama trikalsium silikat (3CaO.SiO₂), dikalsium silikat (2CaO.SiO₂), trikalsium aluminat (3CaO.Al₂O₃) dan tetrakalsium aluminoferit (4CaO.Al₂O₃.Fe₂O₃) (MacLaren, 2003).Ahli kimia semen menggunakan penamaan yang disingkat berdasarkan oksida dari beberapa unsur untuk menunjukkan rumus kimia dari senyawa yang bersesuaian, misalnya C = CaO, S = SiO₂, A = Al₂O₃, F = Fe₂O₃.

Berikut adalah komposisi kimia semen dalam bentuk oksida (tabel 1).

Tabel 1. Rumus kimia dan penamaan semen untuk zat-zat penyusun utama dari semen portland.
Notasi singkatan: C = CaO, S = SiO₂, A = Al₂O₃, F = Fe₂O₃.

Mineral	Rumus Kimia	Komposisi dalam bentuk oksida	Singkatan
trikalsium silikat	Ca₃SiO₅	3CaO.SiO₂	C₃S
dikalsium silikat	Ca₂SiO₄	2CaO.SiO₂	C₂S
trikalsium aluminat	Ca₃Al₂O₅	3CaO.Al₂O₃	C₃A
tetrakalsium aluminoferit	Ca₄Al_nFe₂_-nO₇	4CaO.Al_nFe_2-nO₃	C₄AF

Semen merupakan salah satu bahan perekat yang jika dicampur dengan air mampu mengikat bahan-bahan padat seperti pasir dan batu menjadi suatu kesatuan kompak. Sifat pengikatan semen ditentukan oleh susunan kimia yang dikandungnya. Setelah semen dicampur dengan air, komponen-komponen tersebut mengalami hidrasi menghasilkan bermacam-macam produk reaksi, terutama 3CaO.2SiO₂.nH₂O_(s), 3CaO.Al₂O₃.3CaSO₄.nH₂O_(s), 3CaO.Al₂O₃.nH₂O_(s), 3CaO.Fe₂O₃.nH₂O_(s), dan CaOH_2(aq) (MacLaren, 2003). Campuran dari semua produk reaksi ini dan sisa pereaksi yang disebut CSH gel (MacLaren, 2003).

Setelah semen dicampur dengan air, komponen - komponen yang terkandung di dalam semen mengalami hidrasi menghasilkan beberapa hasil reaksi sebagai berikut:

2(3CaO.SiO₂) + 6H₂O → 3CaO.2SiO₂.3H₂O + 3Ca(OH)₂

2(2CaO.SiO₂) + 4H₂O → 3CaO.2SiO₂.3H₂O + Ca(OH)₂

3CaO.Al₂O₃ + 3CaSO₄.2H₂O + 26H₂O → 3CaO.Al₂O₃.3CaSO₄.32H₂O

3CaO.Al₂O₃.3CaSO₄.32H₂O + 2(3CaO.Al₂O₃) + 4H₂O → 3(3CaO.Al₂O₃.CaSO₄.12H₂O)

3CaO.Al₂O₃ + 12H₂O + Ca(OH)₂ → 3CaO.Al₂O₃.Ca(OH)₂.12H₂O

4CaO.Al₂O₃.Fe₂O₃ + 10H₂O + 2Ca(OH)₂ → 6CaO.Al₂O₃.Fe₂O₃.12H₂O

Pada reaksi hidrasi semen, C₃S dan C₂S bereaksi dengan air membentuk Trikalsium silikat hidrat yang disebut dengan gel tobermorite atau gel kalsium silikat hidrat (CSH gel) dan Ca(OH)₂. Reaksi hidrasi C₃A dengan adanya kalsium sulfat membentuk kalsium trisulfoaluminat hidrat (disebut dengan AFt atau ettringite), ataukalsium monosulfoaluminat hidrat (disebut dengan AFm atau monosulfate). Tanpa adanya kalsium sulfat, C₃A bereaksi dengan air dan kalsium hidrosidamembentuk tetrakalsium aluminat hidrat. Dan C₄AF bereaksi dengan air membentuk kalsium aluminoferrit hidrat (Spence, 2005).

Proses hidrasi butir-butir semen berlangsung sangat lambat. Bila dimungkinkan penambahan air masih diperlukan oleh bagian dalam butir-butir semen (terutama yang berbutir besar), untuk menyempurnakan proses hidrasi. Proses dapat berlangsung sampai 50 tahun. Penelitian terhadap silinder beton menunjukkan bahwa beton maih meningkat terus kekuatannya paling tidak untuk jangka waktu 50 tahun. Kekuatan semen yang mengeras tergantung pada jumlah air yang dapat dipakai waktu proses hidrasi berlangsung. Pada dasarnya jumlah air yang diperlukan untuk proses hidrasi hanya kira-kira 35% dari berat semennya, penambahan jumlah air akan mengurangi kekuatan setelah mengeras. Kelebihan air akan mengakibatkan jarak butir-butir semen lebih jauh sehingga kurang kuat dan juga lebih “porous” (berongga). Air kelebihan dari yang diperlukan untuk proses hidrasi pada umumnya memang diperlukan pada pembuatan beton agar adukan beton dapat bercampur dengan baik diangkat dengan mudah dan dapat dicetak tanpa rongga yang besar (tidak keropos).

Referensi

Austin, G. T., a.b: Jasifi, 1996, Industri Proses Kimia, Erlangga, Jakarta.
Baron, R., Andrew,Chemical Composition of Portland Cement, http://en.wikipedia.org/wiki/Portland_cement.
Bone, et al. 2004. Review of Scientific Literature on The Use of Stabilisation/Solidification for The Treatment of Contaminated Soil, Solid Waste and Sludges. Environment Agency.
Gupta, V. K. Mohan, D. Sharma, S. and Park, K. T. 1999. Removal of Chromium VI from Electroplating Industry Wastewater Using Bagasse Fly Ash—A Sugar Industry Waste Material. The Environmentalist, 19 : 129–136.
Mac Laren, D. C. and M. A. White. 2003. Cement: Its Chemistry and Properties. Journal of Chemical Education 80, 6, (2003): 623-634.
Spence. 2005. Stabilization and Solidification of Hazardous, Radioactive and Mixed Wastes. CRC Press. Boca Raton: CRC Press.
Taylor, Harold F. W. 1990. Cement Chemistry. London: Academic Press.
Wayne, S. Adaska, Stewart W. Tresouthick and Presbury B. West. 1998. Solidification and Stabilization of Wastes Using Portland Cement. USA.

Yusi Arisandi, S.Si., M.Si
Widyaiswara Madya Progli Manajemen Pendidikan Vokasi
PPPPTK BOE Malang

progli-80