Mengenal Proses Pembuatan Semen Bangunan dan Jenisnya

Merdeka.com - Bahan umum yang digunakan untuk membuat semen di antaranya adalah batu kapur, cangkang, dan kapur atau napal yang dikombinasikan dengan serpih, tanah liat, batu tulis, terak tanur sembur, pasir silika, dan bijih besi. Bahan-bahan ini, bila dipanaskan pada suhu tinggi membentuk zat seperti batu yang digiling menjadi bubuk halus yang biasa kita anggap sebagai semen.

Tukang batu Joseph Aspdin dari Leeds, Inggris pertama kali membuat semen portland pada awal abad ke-19 dengan membakar bubuk batu kapur dan tanah liat di kompor dapurnya. Dengan metode kasar ini, dia meletakkan fondasi untuk industri yang setiap tahun memproses pegunungan kapur, tanah liat, batuan semen, dan bahan lainnya menjadi bubuk yang sangat halus sehingga dapat melewati saringan yang mampu menahan air.

Laboratorium pabrik semen memeriksa setiap langkah dalam pembuatan semen portland dengan sering melakukan uji kimia dan fisik. Laboratorium juga menganalisis dan menguji produk jadi untuk memastikan kesesuaiannya dengan semua spesifikasi industri. Berikut proses pembuatan semen bangunan dan jenisnya:

Bahan Baku Pembuatan Semen

Bahan baku terpenting yang digunakan dalam proses pembuatan semen adalah batu gamping yang terdapat pada batuan sedimen menurut cement manufacterus association.

Batuan kapur diubah oleh metamorfisme dinamis menjadi kelereng. Varietas batu gamping lainnya adalah napal, cangkang kapur, batugamping alga, batu gamping koral, batu gamping pisolite, batu gamping crinoidal, travertine, onyx, batu gamping hidrolik, batu gamping litografik, dll.

Batu gamping kapur dan napal adalah lumpur berkapur tebal yang mengandung berbagai celah. Penambangan batu kapur mengekstrak 203.224 juta ton batu kapur yang sebagian besar digunakan dalam industri pembuatan semen.

Bahan baku semen penting lainnya adalah batubara yang berperan sebagai sumber energi dalam proses pembuatan semen. Untuk tujuan ini, batubara mentah juga dihancurkan dan ditimbun dalam timbunan longitudinal dan diambil secara diagonal oleh reclaimer sebelum selanjutnya penggilingan batubara halus.

Batubara digunakan untuk memanaskan bahan mentah pada 1450 derajat celsius untuk berubah menjadi klinker. Kadar batu bara yang dipasok dalam industri pembuatan semen bergantung pada kadar batu kapur yang digunakan dalam proses pembuatan semen.

Jika batu gamping yang digunakan dalam proses pembuatan semen berkadar tinggi maka yang digunakan adalah batu bara kadar rendah dan sebaliknya.

Proses Pembuatan Semen

Proses pembuatan semen dimulai dengan penambangan batu kapur yang digali dari tambang terbuka. Kemudian batu gamping ini dihancurkan menjadi ukuran -80 mm dan dimasukkan ke dalam timbunan longitudinal. 

Batu kapur diambil secara diagonal dari timbunan ini untuk digiling di hopper pabrik mentah. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya batubara digunakan sebagai bahan bakar untuk memanaskan bahan baku pada proses pembuatan semen. 

Setelah menerima bahan baku semen dari industri pertambangan, batu kapur dipindahkan ke raw mill untuk digiling menjadi serbuk halus. Serbuk halus batu kapur ini kemudian dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi yaitu 1450 derajat celcius untuk klinkerisasi. 

Untuk memanaskan, serbuk halus pada batubara bersuhu tinggi ini digunakan pada bagian klinkerisasi. Bahan baku klinker ini kemudian dimasukkan ke dalam pengendap elektrostatis untuk disimpan dalam bentuk silo beton. Ini disebut sebagai umpan kiln. Umpan kiln dimasukkan ke dalam pemanas awal untuk pemrosesan piro. 

Proses pyro dari kiln feed menghasilkan klinker semen. Klinker panas kemudian didinginkan dan dimasukkan ke dalam ember untuk disimpan dalam timbunan klinker. 

Setelah tahap ini, klinker dan gipsum dicampur bersama dan dikirim ke inlet pabrik untuk proses penggilingan lebih lanjut untuk membentuk bubuk abu-abu halus. Serbuk abu-abu halus ini adalah semen yang kemudian dikemas dan dikirim ke pasar untuk dijual.

4. Fast Hardening Cement

Perbedaan antara semen quick setting dan fast hardening cement adalah semen yang cepat setting lebih awal. Pada saat yang sama, laju penguatan kekuatan serupa dengan Semen Portland Biasa, sedangkan semen yang cepat mengeras memperoleh kekuatan dengan cepat. Bekisting dalam kedua kasus dapat dilepas lebih awal. 

5. Semen Panas Rendah

Semen panas rendah diproduksi dengan mempertahankan persentase trikalsium aluminat di bawah 6% dengan meningkatkan proporsi C2S. Sejumlah kecil tricalcium aluminate membuat beton menghasilkan panas hidrasi yang rendah. Semen panas rendah cocok untuk konstruksi beton massal seperti bendungan gravitasi, karena panas hidrasi rendah, mencegah retaknya beton akibat panas.

Semen ini memiliki daya yang meningkat terhadap sulfat dan kurang reaktif serta waktu pengaturan awal lebih besar dari OPC.

6. Semen Penahan Sulfat

Semen tahan sulfat digunakan untuk mengurangi risiko serangan sulfat pada beton dan dengan demikian digunakan dalam konstruksi pondasi di mana tanah memiliki kandungan sulfat yang tinggi. Semen ini telah mengurangi kandungan C3A dan C4AF menurut laman the constructor.

Jenis Semen

1. Semen Portland Biasa (OPC)

Semen Portland biasa adalah jenis semen yang paling banyak digunakan, yang cocok untuk semua konstruksi beton umum. Ini adalah jenis semen yang paling banyak diproduksi dan digunakan di seluruh dunia, dengan produksi global tahunan sekitar 3,8 juta meter kubik per tahun. Semen ini cocok untuk semua jenis konstruksi beton.

2. Semen Portland Pozzolana (PPC)

Semen Portland pozzolana dibuat dengan menggiling klinker pozzolan dengan semen Portland. Ini juga diproduksi dengan menambahkan pozzolana dengan penambahan gipsum atau kalsium sulfat atau dengan mencampurkan semen Portland dan pozzolana halus secara erat dan seragam.

Semen ini memiliki ketahanan yang tinggi terhadap berbagai serangan kimiawi pada beton dibandingkan dengan semen portland biasa, sehingga banyak digunakan. Ini digunakan dalam struktur laut, pekerjaan pembuangan limbah, pekerjaan pembuangan limbah, dan untuk meletakkan beton di bawah air, seperti jembatan, dermaga, bendungan, dan pekerjaan beton massal, dll.

3. Semen Quick Setting

Semen yang cepat mengeras mencapai kekuatan tinggi di hari-hari awal; ini digunakan dalam beton di mana bekisting dilepas pada tahap awal dan mirip dengan semen portland biasa (OPC). 

Semen ini memiliki kandungan kapur yang meningkat dan mengandung kandungan c3s yang lebih tinggi serta penggilingan yang lebih halus, yang memberikan pengembangan kekuatan yang lebih tinggi daripada OPC pada tahap awal.

Kekuatan semen cepat mengeras pada tiga hari tersebut sama dengan kekuatan 7 hari OPC dengan rasio air-semen yang sama. Dengan demikian, keuntungan dari semen ini adalah bekisting dapat dilepas lebih awal, yang meningkatkan laju konstruksi dan menurunkan biaya konstruksi dengan menghemat biaya bekisting.

Semen yang cepat mengeras digunakan dalam konstruksi beton pracetak, pekerjaan jalan, dll.