Mengenal Bahan dan Sifat Pozzolan

Menurut Neville (1998), sifat pozzolan adalah sifat yang dimiliki bahan-bahan yang mengandung senyawa silika dan alumina. Sebenarnya bahan tersebut tidak memiliki sifat seperti semen. Namun apabila bahan tersebut digiling hingga halus dan dicampur dengan klinker di finish mill untuk membentuk semen dan kemudian semen tersebut bereaksi dengan air maka akan membentuk senyawa CSH dan CAH. Sehingga bahan pozzolan tersebut akan mempunyai sifat seperti semen. Reaksinya yaitu senyawa silika dan alumina akan mengikat senyawa Ca(OH)2 untuk membentuk senyawa CSH dan CAH :

C3S + H2O ==> CSH dan Ca(OH)2

C2S + H2O ==> CSH dan Ca(OH)2

Ca(OH)2 + H2O + SiO2 ==> CSH

Ca(OH)2 + H2O + Al2O3 ==> CAH

Bahan pozzolan terbagi menjadi 2 yaitu pozzolan alam dan pozzolan buatan. Bahan pozzolan alam contohnya yaitu trass, sedangkan bahan pozzolan buatan contohnya yaitu fly ash.

Pustaka :

Neville, AM. 1998. Properties of Concrete. Fourth Edition.

Proses Kering

Pada proses ini bahan baku dihancurkan di dalam raw mill dalam keadaan kering dan halus. Untuk menunjang proses pengeringan di raw mill maka udara panas sebagai media pengering dialirkan dari tanur putar. Kemudian hasil penggilingan raw mill tersebut yang berkadar air 0,5 - 1% dikalsinasikan di dalam tanur putar. Konsumsi panas di rotary kiln yang dibutuhkan yaitu 900 - 700 Kcal/Kg klinker. Hasil pembakaran di tanur putar berupa butiran hitam yang disebut terak / klinker. Kemudian terak / klinker tersebut digiling di finish mill dengan menambahkan gipsum pada perbandingan tertentu untuk membentuk semen. Proses kering ini menawarkan banyak keuntungan yaitu: tanur putar yang digunakan relatif pendek, kapasitas produksi lebih besar, konsumsi panas yang digunakan relatif rendah sehingga konsumsi bahan bakar rendah, sehingga menjadikan proses kering ini pilihan banyak produsen semen dalam proses pembuatan semennya.

Pustaka:

Austin, G.T. 1984. Shreve’s Chemical Process Industries.

Proses Semi Kering

Proses ini dikenal dengan nama grate process yang merupakan transisi antara proses basah dan kering. Pada proses ini umpan tanur disemprot air dengan alat yang bernama granulator (pelletizer) untuk mengubah umpan tanur menjadi granular atau nodule dengan kandungan air 10 - 12% dan ukurannya 10 -12 mm seragam. Proses ini menggunakan tungku tegak (shaft kiln) atau long rotary kiln. Konsumsi panas untuk proses ini sebesar 1000 Kcal/Kg klinker.

Pustaka:

Austin, G.T. 1984. Shreve’s Chemical Process Industries.

Proses Semi Basah

Pada proses ini penyediaan umpan tanur hampir sama dengan proses basah, namun umpan tanur yang akan diberikan, disaring terlebih dahulu dengan press filter. Filter cake dengan kadar 15 - 25% digunakan sebagai umpan tanur. Konsumsi panas yang digunakan pada proses ini cukup besar sekitar 1000 - 1200 Kcal/Kg klinker. Proses ini jarang digunakan karena biaya produksinya yang terlalu besar dan kurang menguntungkan.

Pustaka:

Austin, G.T. 1984. Shreve’s Chemical Process Industries.

Proses Basah

Pada proses ini, bahan baku dipecah kemudian dengan menambahkan air dalam jumlah tertentu dan dicampurkan dengan luluhan tanah liat. Bubur halus dengan kadar air 25 - 40% (slurry) dikalsinasikan dalam tungku panjang (long rotary kiln). Produk hasil semen akan diperoleh setelah pengeringan dilakukan.

Pustaka:

Austin, G.T. 1984. Shreve’s Chemical Process Industries.

Proses Produksi Semen Portland

Menurut Austin (1984), dalam proses produksi semen, saat ini dikenal 4 (empat) macam proses pembuatan semen yaitu:

1. Proses Basah

2. Proses Semi Basah

3. Proses Semi Kering

4. Proses Kering.

Pustaka :

Austin, G.T. 1984. Shreve's Chemical Process Industries.

Semen Trass

Semen yang dihasilkan dengan menggiling campuran antara 60 %– 80 % trass atau tanah yang berasal dari debu gunung berapi yang serupa dengan pozzolona dengan menambah CaSO4.

Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

Semen Pozzolona

Semen ini mengandung senyawa silika dan alumina dimana bahan pozzolona sendiri tidak memiliki sifat seperti semen, akan tetapi bentuk halusnya dan dengan adanya air, senyawa-senyawa tersebut membentuk kalsium aluminat hidrat yang bersifat hidraulis. Bahan pozzolan tersusun atas 45-72 % SiO2, 10-18 % Al2O3, 1-6 % Fe2O3, 0,5-3 % MgO, 0,3-1,6 % SO3.

Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

Semen Alumina Tinggi (High Alumina Cement)

Semen yang memiliki kandugan Alumina tinggi. Dimana perbandingan antara kapur dan alumina adalah sama. Semen ini dibuat dengan mencampur kapur, silika, dan oksida silika yang dibakar hingga meleleh dan kemudian hasilnya didinginkan lalu digiling hingga halus. Ciri dari semen ini memiliki ketahanan terhadap air yang mengandung sulfat dan air laut cukup tinggi.

Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

Semen Slag (Slag Cement)

Semen slag ini dikenal 2 macam tipe, yaitu
1. Eisen portland cement
Yaitu semen yang dihasilkan dari penggilingan campuran 60% terak portland dan 40 % butir-butir slag tanur tinggi.
2. Hogh Ofen Cement
Semen yang dihasilkan dari penggilingan campuran yang mengandung 15 – 19 % terak portland cement dan 41 – 85 % butir –butir slag dengan penambahan CaSO4.

Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

Semen Alami (Natural Cement)

Semen alam ini dihasilkan dari kerang batu kapur yang mengandung tanah liat seperti komposisi semen di alam. Material ini dibakar sampai suhu pelelehannya hingga menghasilkan terak. Kemudian terak tersebut digiling menjadi semen yang halus. Dalam pemakaiannya dicampur dengan semen portland.

Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

Semen Sumur Minyak (Oil Well Cement)

Semen ini digunakan pada temperatur dan tekanan tinggi, sering dijumpai pada penggunaan pengeboran minyak atau digunakan untuk pengeboran air tanah artesis. Semen ini merupakan semen portland yang dicampur dengan retarder untuk memperlambat pengerasan semen seperti lignin, asam borat, casein, dan gula.

Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

Semen Masonry

Semen Masonry dibuat dengan menggiling campuran terak semen portland dengan batu kapur, batu pasir, atau slag dengan perbandingan 1 : 1.

Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

Semen Putih

Portland cement pada umumnya memiliki warna keabu-abuan, warna ini disebabkan oleh kandungan oksida krom (Cr2O3), oksida mangan (Mn2O3), dan oksida besi (Fe2O3) di dalam portland cement tersebut. Jika kandungan Cr2O3 dikurangi 30 ppm, kandungan Mn2O3 dibatasi max. 300 ppm, serta Fe2O3 dibawah 0,35 % dalam kandungan terak, maka warna semen portland berubah menjadi warna putih.

Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

Semen Portland (Portland Cement)

Semen portland ini merupakan semen hidrolis yang dihasilkan dengan jalan menghaluskan terak yang mengandung senyawa-senyawa kalsium silikat dan biasanya juga mengandung satu atau lebih senyawa-senyawa calsium sulphat yang ditambahkan pada penggilingan akhir.Semen portland adalah semen yang diperoleh dengan menghaluskan terak yang terutama terdiri dari silikat-silikat, calsium yang bersifat hidrolis bersama bahan tambahan biasanya gypsum.
Tipe-tipe semen portland:
1. Tipe I (Ordinary Portland Cement)
Semen Portland tipe ini digunakan untuk segala macam konstruksi apabila tidak diperlukan sifat-sifat khusus, misalnya tahan terhadap sulfat, panas hiderasi, dan sebagainya. Semen ini mengandung 5 % MgO dan 2,5 -3% SO3.
2. Tipe II (Moderate Heat Portland Cement)
Semen ini digunakan untuk bahan konstruksi yang memerlukan sifat khusus tahan terhadap sulfat dan panas hiderasi yang sedang, biasanya digunakan untuk daerah pelabuhan dan bangunan sekitar pantai. Semen ini mengandung 20% SiO2, 6 % Al2O3, 6% Fe2O3, 6% MgO, dan 8% C3A.
3. Tipe III (High Early Strength Portland Cement)
Semen ini merupakan semen yang digunakan biasanya dalam keadaan-keadaan darurat dan musim dingin. Digunakan juga pada pembuatan beton tekan. Semen ini memiliki kandungan C3S yang lebih tinggi dibandingkan semen portland tipe I dan tipe II sehingga proses pengerasan terjadi lebih cepat dan cepat mengeluarkan kalor. Semen ini tersusun dari 3,5-4% Al2O3, 6% Fe2O3, 35% C3S, 6% MgO, 40% C2S dan 15% C3A.
4. Tipe IV (Low Heat Portland Cement)
Semen tipe ini digunakan pada bangunan dengan tingkat panas hiderasi yang rendah misalnya pada bangunan beton yang besar dan tebal, baik sekali untuk mencegah keretakan. Low Heat Portland Cement ini memiliki kandungan C3S dan C3A lebih rendah sehingga kalor yang dilepas lebih rendah. Semen ini tersusun dari 6,5 % MgO, 2,3 % SO3, dan 7 % C3A.
5. Tipe V (Super Sulphated Cement)
Semen yang sangat tahan terhadap pengaruh sulphat misalnya pada tempat pengeboran lepas pantai, pelabuhan, dan terowongan. Komposisi komponen utamanya adalah slag tanur tinggi dengan kandungan aluminanya yang tinggi, 5% terak portland cement , 6 % MgO, 2,3 % SO3, dan 5 % C3A.

Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

Jenis-Jenis Semen

Umumnya jenis semen yang dikenal saat ini antara lain sebagai berikut:
1. Semen Portland (Portland Cement)
2. Semen Putih
3. Semen Masonry
4. Semen Sumur Minyak (Oil Well Cement)
5. Semen Alami (Natural Cement)
6. Semen Slag (Slag Cement)
7. Semen Alumina Tinggi (High Alumina Cement)
8. Semen Pozzolona
9. Semen Trass
Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

Pabrik Semen Padang Jadi Museum

Indonesia dalam waktu dekat akan memiliki museum pabrik semen pertama. Pabrik semen pertama milik Semen Padang yang dibangun pada tahun 1910 silam segera dijadikan museum dengan menelan dana sebesar Rp 10 miliar.

"Ini karena evolusi industri," kata Direktur Utama PT Semen Padang, E Irzal kepada wartawan di Wisma Indarung Padang, Sumatera Barat, Kamis (27/3/2008).

Selain karena kondisi pabrik yang sudah tua dan tidak layak, pembangunan museum ini juga untuk digunakan para pelajar dan mahasiswa sebagai studi proses pembangunan semen.

Irzal menambahkan, pembangunan museum ini untuk menghargai sejarah serta untuk menandakan bahwa pabrik semen pertama berada di Padang.

Untuk dana yang digelontorkan untuk pembangunan museum yang berada di dalam komplek perusahaan, PT Semen Padang menyiapkan dana sebesar Rp 10 miliar.

"Total dana sebesar Rp 10 miliar untuk tahap pertama. Dana pertama yang dikeluarkan pertama ini sebesar Rp 2 miliar dulu," ungkap Irzal.

Irzal menambahkan, pembangunan museum pabrik semen yang berada di atas ketinggian 200 meter dari atas permuakaan laut diharapkan selesai pada akhir tahun 2009.

Untuk museum ini nantinya, selain masih memperlihatkan bangunan pabrik yang asli juga akan dilengkapi dengan miniatur pabrik untuk mengetahui proses pembuatan semen.

Perlu diketahui, pabrik Semen Padang berada di Desa Indarung Kecamatan Lubuk Kilangan yang berada di atas ketinggian 200 meter di atas permukaan laut. Dengan luas tambang kapur 260 hektar.

Selain dipenuhi berbagai tanaman untuk menyaring polusi, di dalam area pabrik ini juga terdapat area padang gol yang memiliki 11 hole (H).
Pustaka:
(H) Hartadi, Budi. 2008. Pabrik Semen Padang Jadi Museum. http://www.detikfinance.com. 11 Oktober 2008, pukul 07:49 WIB.

Bahan Baku Pembuatan Semen

Bahan mentah yang digunakan dalam pembuatan semen adalah batu kapur, pasir silika, tanah liat dan pasir besi. Total kebutuhan bahan mentah yang digunakan untuk memproduksi semen yaitu:
1. Batu kapur digunakan sebanyak ± 81 %.
Batu kapur merupakan sumber utama oksida yang mempumyai rumus CaCO3 (Calcium Carbonat),pada umumnya tercampur MgCO3 dan MgSO4. Batu kapur yang baik dalam penggunaan pembuatan semen memiliki kadar air ± 5%
2. Pasir silika digunakan sebanyak ± 9 %
Pasir silika memiliki rumus SiO2 (silikon dioksida). Pada umumnya pasir silika terdapat bersama oksida logam lainnya, semakin murni kadar SiO2 semakin putih warna pasir silikanya, semakin berkurang kadar SiO2 semakin berwarna merah atau coklat, disamping itu semakin mudah menggumpal karena kadar airnya yang tinggi. Pasir silika yang baik untuk pembuatan semen adalah dengan kadar SiO2 ± 90%
3. Tanah liat digunakan sebanyak ± 9 %.
Rumus kimia tanah liat yang digunakan pada produksi semen SiO2Al2O3.2H2O. Tanah liat yang baik untuk digunakan memiliki kadar air ± 20 %, kadar SiO2 tidak terlalu tinggi ± 46 %
4. Pasir besi digunakan sebanyak ± 1%.
Pasir besi memiliki rumus kimia Fe2O3 (Ferri Oksida) yang pada umumnya selalu tercampur dengan SiO2 dan TiO2 sebagai impuritiesnya. Fe2O3 berfungsi sebagai penghantar panas dalam proses pembuatan terak semen. Kadar yang baik dalam pembuatan semen yaitu Fe3O2 ± 75% - 80%.
Pada penggilingan akhir digunakan gipsum sebanyak 3-5% total pembuatan semen (A).
Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.

NOx, Hasil Samping Proses Produksi Semen

Di proses produksi semen, kondisi yang baik untuk membentuk nitogen oksida (NOx), dapat selalu dicapai karena proses ini melibatkan temperatur yang tinggi (A). Pada intinya, semua emisi NOx yang bergabung dengan pembuatan semen terbentuk di tanur putar. Meskipun, ada beberapa operasi pemanasan lainnya di pabrik semen, seperti pengeringan bahan baku di vertical raw mill atau batubara di coal mill, namun panas dari gas buang tanur putar yang digunakan untuk operasi pemanasan tersebut semakin menambah kontribusinya dalam pembentukan emisi NOx.

Di tanur putar, emisi NOx terbentuk selama pembakaran bahan bakar, dengan dua prinsip berikut ini:

1. Oksidasi dari molekul nitrogen yang ada di udara pembakaran yang dapat juga diartikan pembentukan NOx secara termal.

2. Oksidasi dari campuran nitrogen yang ada di bahan bakar yang dapat juga diartikan pembentukan NOx di bahan bakar.

Seringkali, umpan bahan baku sebelum masuk ke tanur putar juga mengandung campuran nitrogen yang akan membentuk NOx yang sama dengan pembentukan NOx di tanur putar akibat gas pembakaran dan bahan bakar. Karena proses dari pembakaran dan pembentukan terak, maka pembentukan NOx secara termal akan sangat dominan terjadi dalam pembentukan NOx dalam proses produksi semen (B).
Pustaka:
(A) Anonim. 2006. Emerging Technologies for Biosolid Management. http://www.epa.gov. 5 Agustus 2008, pukul 08:27 WIB.
(B) Battye, Rebecca. 2000. NOx Control Technology for The Cement Industry. http://www.epa.gov. 5 Agustus 2008, pukul 08:33 WIB.

Kondisi Suplai-Permintaan Batubara Indonesia

Pada masa mendatang, produksi batubara Indonesia diperkirakan akan terus meningkat; tidak hanya untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri (domestik), tetapi juga untuk memenuhi permintaan luar negeri (ekspor). Hal ini mengingat sumber daya batubara Indonesia yang masih melimpah, di lain pihak harga BBM yang tetap tinggi, menuntut industri yang selama ini berbahan bakar minyak untuk beralih menggunakan batubara. Produksi batubara nasional terus mengalami perkembangan yang sangat signifikan. Pada tahun 1992 tercatat sebesar 22,951 juta ton, naik menjadi 151,594 juta ton pada tahun 2005, atau naik rata-rata 15,68 % per tahun. Jika diasumsikan proyeksi untuk tahun-tahun mendatang mengikuti kecenderungan (trend) tersebut di atas, maka kondisi pada tahun 2025, produksi akan meningkat menjadi sekitar 628 juta ton.

Dari sisi konsumsi, hingga saat ini segmen pasar batubara di dalam negeri meliputi PLTU, industri semen, industri menengah hingga industri kecil dan rumahtangga. Dalam kurun waktu 1998-2005, konsumsi batubara di dalam negeri berkembang 13,29%. Kondisi saat ini (2005) konsumsi batubara tercatat 35,342 juta ton, di antaranya, 71,11% dikonsumsi PLTU, 16,84% dikonsumsi industri semen, dan 6,43% dikonsimsi industri kertas.

Dari karakteristik tersebut dan adanya rencana pemanfaatan batubara melalui pengembangan teknologi UBC, gasifikasi, dan pencairan, maka diproyeksikan pada tahun 2025 kebutuhan batubara dalam negeri akan mencapai sekitar 191,130 juta ton. Sedangkan dari trend ekspor batubara yang peningkatannya sangat signifikan sekitar 16,00% per tahun, maka pada tahun 2025 diproyeksikan akan mencapai 438 juta ton. Kondisi tersebut tidak diharapkan, karena tidak sejalan dengan rencana pengembangan batubara Indonesia. Untuk tahun 2025, jumlah rencana produksi sebesar 318 miliar ton untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri sebesar 214 miliar ton dan untuk memenuhi permintaan luar negeri sebesar 104 miliar ton (P).

Pustaka:
(P) Puslitbang tekMIRA (Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara). 2006. Batubara Indonesia. http://www.tekmira.esdm.go.id. 5 Agustus 2008, pukul 08:13 WIB.

Co-processing di Industri Semen

Co-Processing adalah sebuah makna efisiensi dan berkelanjutan dari pengelolaan produk samping industri, limbah diluar ketentuan, produk kadaluarsa dan bahan limbah lainnya yang tidak bisa didaur ulang secara biasa. Limbah dimanfaatkan energi potensial dan komponen mineral yang terdapat di dalamnya yang kemudian dibuat menjadi sebuah produk penting yaitu semen portland. Pada proses ini, bahan bakar fosil dan bahan mentah pembuatan semen dicampur dengan bahan limbah yang dialihkan dari landfills atau insinerator (A).

Co-processing adalah salah satu upaya pengolahan limbah dengan melibatkan tanur putar pabrik semen yang menyediakan suhu yang tinggi, waktu tinggal yang lama, kelebihan oksigen, dan pencampuran yang baik sehingga bisa dimanfaatkan energi dan substitusi bahannya dari komponen limbah yang berbahaya bagi lingkungan. Co-processing dari limbah berbahaya di tanur putar pabrik semen telah dilaksanakan selama lebih dari tiga puluh tahun, dan telah diakui layak untuk mengolah limbah berbahaya berdasarkan peraturan Uni Eropa dan Amerika Serikat, dan beberapa negara lainnya (V). Karena, berdasarkan penelitian di beberapa negara yang telah menggunakan limbah sebagai bahan bakar di tanur putar pabrik semen, tidak menimbulkan emisi yang berbahaya dari gas buangnya.

Pustaka:
(A) Anonim. 2008. Co-Processing. http:// www.geocycle.com. 5 Agustus 2008, pukul 08:17 WIB.
(V) Vijgen, John. 2008. Cement Kiln Co-Processing. http://www.ihpa.info. 5 Agustus 2008, pukul 08:24 WIB.

Pengertian Semen

Semen berasal dari bahasa latin “cementum”, dimana kata ini mula-mula dipakai oleh bangsa Roma yang berarti bahan atau ramuan pengikat, dengan kata lain semen dapat didefinisikan adalah suatu bahan perekat yang berbentuk serbuk halus, bila ditambah air akan terjadi reaksi hidrasi sehingga dapat mengeras dan digunakan sebagai pengikat (mineral glue). Pada mulanya semen digunakan orang-orang Mesir Kuno untuk membangun piramida yaitu sejak abad ke-5 dimana batu batanya satu sama lain terikat kuat dan tahan terhadap cuaca selama berabad-abad. Bahan pengikat ini ditemukan sejak manusia mengenal api karena mereka membuat api di gua-gua dan bila api kena atap gua maka akan rontok berbentuk serbuk. Serbuk ini bila kena hujan menjadi keras dan mengikat batu-batuan disekitarnya dan dikenal orang sebagai batu Masonry (A).

Pustaka:
(A) Anonim. 1980. Handout Kuliah Teknologi Semen. Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS.