S***n Portland (PC) | Sifat, Susunan, Jenis dan Cara Penyimpanan

Posted on 0 views

S***n portland atau Portland Cement (PC) atau s***n hidraulis adalah bahan ikat yang banyak dipergunakan dalam pembangunan phisik.

Nama Portland Cement diusulkan oleh Joseph Aspdin tahun 1824, karena berbentuk butiran yang berasal dari pulau Portland, Inggris.

Produksi PC secara pabrikasi  pertama kali dilakukan oleh David Saylor di Coplay, Pennsylvania, Amerika Perkumpulan pada tahun 1875.

S***n portland disebut juga s***n hidraulis karena kemampuannya mengikat/ber-reaksi dengan air dan mengeras didalam air.

S***n berfungsi untuk merekatkan butir-butir agregat, selain itu untuk mengisi rongga-rongga antar agregat sehingga menjadi suatu m***a padat/kompak, walaupun jumlah s***n hanya ? 10% extent beton.

S***n Portland (PC) | Sifat, Susunan, Kekuatan, Jenis dan Cara Penyimpanan

S***n Portand (PC)

Sifat-Sifat S***n Portland

S***n portland dibuat melalui beberapa langkah/tahapan. S***n diperoleh dengan membakar secara bersama, suatu campuran yang terdiri dari calcareous (mengandung kalsium karbonat atau batu gamping) dan argillaceous (mengandung alumina) dengan perbandingan tertentu.

Secara sederhana dapat dikatakan bahwa kandungan s***n portland ialah kapur, silika dan alumina. Ketiganya dicampur dengan perbandingan tertentu dan dibakar pada suhu 1550 derajat C sehingga menjadi klinker.

Kemudian didinginkan, lalu di giling hingga halus, selanjutnya dimasukkan ke dalam kantong-kantong s***n dengan berat 40 kg atau 50 kg. Butir-butir yang halus dari s***n memiliki sifat adhesif maupun kohesif.

Umumnya ketika penggilingan klinker, ditambahkan gips atau kalsium sulfat (CaSO4) sekitar 2 – four% yang berfungsi sebagi pengontrol waktu ikat. Bahan tambah lain juga dapat diberikan untuk membentuk s***n khusus.

Susunan Kimia S***n Portland

Bahan dasar s***n terdiri dari bahan-bahan yang terutama mengandung kapur, silika dan alumina, serta oksida besi. Dengan demikian bahan-bahan inilah adalah unsur utama s***n.  Susunan unsur kimia s***n biasa mirip pada tabel di bawah ini.

Unsur Kimia S***n Biasa

Unsur Kimia S***n Biasa

Oksida

Persentase

Kapur CaO

60 – 65

Silika SiO2

17 – 25

Alumina Al2O3

8-Mar

Besi Fe2O3

0,5 – 6

Magnesia MgO

0,5 – 4

Sulfur SO3

2-Jan

Soda/potash Na2O + K2O

0,5 – 1

Dalam produksi s***n, oksida-oksida berinteraksi satu dengan yang lain, sehingga terjadi perubahan susunan kimia yang komplek. Pada dasarnya terdapat 4 unsur yang paling penting, yaitu:

  • Trikalsium Silikat C3S atau 3CaO.SiO2
  • Dikalsium Silikat C2S atau 2CaO.SiO2
  • Trikalsium Aluminat C3A atau 3CaO.Al2O3
  • Tetrakalsium Aluminoferit C4AF atau 4CaO.Al2O3.Fe2O3

C3S dan C2S, keduanya 70?Eighty% dari s***n, adalah unsur yang paling mayoritas dalam menawarkan sifat s***n.

Kalau s***n terkena air, C3S segera berhidrasi dan menghasilkan panas, serta berpengaruh terhadap proses pengerasan s***n terutama pada 14 hari pertama.

Sedangkan C2S bereaksi lebih lambat dengan air, pengaruhnya terdapat pengerasan s***n setelah 7 hari dan menawarkan kekuatan akhir.

Unsur C2S membuat s***n tahan terhadap agresi kimia (chemical attack) dan mengurangi susut pengeringan.

C3S membutuhkan air ? 24% dan C2S membutuhkan air ? 21% beratnya untuk terjadinya reaksi kimia/hidrasi, dan pada ketika hidrasi C3S membebaskan kalsium hidroksida hampir 3 kali lebih banyak dari yang dilepaskan C2S.

Maka, jika prosentase C3S lebih tinggi akan mengasilkan proses pengerasan awal cepat pada pembentukan kekuatan awalnya, disertai panas hidrasi yang tinggi.

Sedang kalau prosentasi C2S yang lebih tinggi, mengakibatkan proses pengerasan yang lambat, panas hidrasi yang lebih rendah, tetapi ketahanan serang kimia lebih baik.

Unsur C3A berhidrasi secara exothermic dan bereaksi sangat cepat, serta menawarkan kekuatan setelah 24 jam. Kebutuhan air untuk reaksi C3A ? Forty% beratnya. Tetapi karena jumlah unsur ini sedikit, pengaruhnya terhadap jumlah air keseluruhan kecil.

Unsur ini sangat menghipnotis panas hidrasi (menjadi makin tinggi), baik pada pengerasan awal ataupun pengerasan selanjutnya dalam kurun waktu yang lama.  Jika s***n mengandung C3A > 10% akan kurang ketahanannya terhadap asam sulfat (SO4), karena itu untuk s***n tahan sulfat kandungan unsur ini harus ≤ 5%.

S***n yang terkena asam sulphat didalam air atau tanah, disebabkan keluarnya C3A yang bereaksi dengan sulfat, mengembang sehingga terjadi retak-retak pada betonnya.

Unsur C4AF kurang begitu besar pengaruhnya terhadap kekerasan s***n atau betonnya.

Pada gambar dibawah ini terlihat pengaruh ke empat unsur  utama s***n terhadap relasi antar umur dan kuat tekan beton.

Hubungan Umur dan Kuat Tekan Unsur S***n

Grafik Relasi Umur dan Kuat Tekan Unsur S***n

Hidrasi pada S***n

Kalau s***n bersentuhan dengan air, maka terjadilah proses hidrasi, baik arah ke luar maupun ke dalam.

Akibat hidrasi mengendap di bagian luar dan inti s***n yang belum terhidrasi di bagian dalam secara bertahap terhidrasi sehingga volumenya mengecil.

Reaksi tersebut berjalan lambat, sekitar 2 ? 5 jam (disebut periode induksi atau tak aktif), sebelum terjadi percepatan setelah kulit permukaan pecah.

Pada tahap hidrasi berikutnya, pasta s***n terdiri dari gel (akibat hidrasi yang berbentuk butiran sangat halus dan memiliki luas permukaan yang sangat besar) dan sisa-sisa s***n yang tidak bereaksi, kalsium hidroksida Ca(OH)2 dan air, serta beberapa senyawa lain.

Kristal-kristal dari banyak sekali senyawa yang dihasilkan membentuk suatu rangkaian tiga dimensi yang saling melekat secara random, kemudian mengisi ruangan yang mula-mula ditempati air secara perlahan, lalu menjadi kaku dan mengeras menjadi benda padat dan kuat.

Pasta s***n yang telah mengeras memiliki struktur yang berpori, dengan ukuran pori mulai dari four.10-4 mm hingga yang lebih besar, dan pori-pori ini disebut pori-pori gel.

Pori-pori yang terdapat pada pasta s***n yang telah mengeras mungkinn saling berafiliasi (kapiler), tetapi mungkin juga tidak. Setelah hidrasi berlangsung (pasta s***n sudah mengeras), endapan akibat hidrasi pada permukaan butiran s***n mengakibatkan difusi air kebagian dalam butir s***n yang belum berhidrasi semakin sulit, sehingga laju hidrasi semakin lambat.

Proses hidrasi sangat kompleks, tidak semua reaksi yang terjadi dapat diketahui dengan absolut. Untuk reaksi hidrasi unsur C2S dan C3S sebagai berikut.

  • 2 C3S + 6 H2O –> (C3S2H3) + 3 Ca(OH)2
  • 2 C2S + 4 H2O –> (C3S2H3) + Ca(OH)2

Akibat utama proses ini ialah C3S2H3 yang disebut Tobermorite yang berbentuk gel.

Terdapat juga beberapa butir yang bersifat mirip kristal didalam tobermorite. Karena proses hidrasi butir-butir s***n berlangsung sangat lambat, penambahan air jika dimungkinkan masih diharapkan oleh bagian dalam butir-butir s***n (terutama s***n yang berbutir besar) untuk menyempurnakan proses hidrasi.

Penelitian terhadap silinder beton, menawarkan beton masih meningkat terus kekuatannya paling tidak untuk jangka waktu 50 tahun.

Kekuatan Pasta S***n

Kekuatan s***n yang sudah mengeras tergantung pada jumlah air yang dipakai waktu proses hidrasi. Jumlah air yang digunakan untuk proses hidrasi ? 25% berat s***n.

Penambahan jumlah air akan mengurangi kekuatan setelah mengeras. Kelebihan air dari yang dipergunakan untuk proses hidrasi s***n umumnya memang diharapkan pada pembuatan beton, agar adukan tercampur dengan baik, diangkut dengan mudah, dan dapat dicetak dan dipadatkan dengan baik (tidak keropos).

Hendaknya selalu diusahakan jumlah air sesedikit mungkin, agar pori-pori sesedikit mungkin sehingga kuat tekan beton tinggi, karena kelebihan air mengakibatkan pasta s***n (beton) berpori lebih banyak sehingga kekuatannya berkurang dan porous.

Pada beton dikenal suatu nilai yang menawarkan jumlah air yang diberikan pada beton, yaitu nilai faktor air s***n (fas), berat air dibagi berat s***n, pada beton normal nilai fas = 0,forty ? Zero,sixty five.

Sifat Fisik S***n

Sifat-sifat fisik s***n diantaranya ialah :

Kehalusan Butir

Reaksi s***n dengan air dimulai dari permukaan butir s***n, sehingga makin makin kecil butir-butir s***n (jumlah luas permukaan makin besar dari berat s***n yang sama) maka makin cepat proses hidrasinya.

Berarti s***n yang halus akan cepat menjadi kuat dan menghasilkan panas hidrasi yang lebih cepat dari s***n yang butirannya lebih kasar. Umumnya s***n yang berbutir halus  akan meningkatkan adesi pada beton segar, dapat mengurangi bleeding, akan tetapi cenderung terjadi susut lebih besar dan memudahkan terjadinya retak susut.

Menurut SII 0013-81, paling sedikit ninety% berat s***n harus lolos ayakan lubang zero,09 mm. Namun kalau butir-butir s***n telalu halus, dapat menyebabkan terjadinya hidrasi awal karena kelembaban udara.

Waktu Ikat

S***n kalau dicampur air akan menjadi bubur yang plastis, secara bertahap sifat plastis ini berkurang dan menjadi keras.

Waktu dari pencampuran s***n dan air hingga ketika kehilangan sifat keplastisannya disebut waktu ikat awal (preliminary time), dan waktu hingga pasta s***n menjadi m***a yang keras disebut waktu ikat akhir (very last putting time).

Untuk PC biasa, waktu ikat awal tidak boleh kurang dari 60 menit, dan waktu ikat akhir tidak boleh lebih dari 480 menit.

Pemahaman perihal waktu ikat awal sangatlah penting pada pengerjaan beton. Menurut SNI 03-6827-2002, waktu ikat awal ialah waktu yang diharapkan oleh pasta s***n untuk mengubah sifatnya dari kondisi cair menjadi padat.

Di Laboratorrium, waktu ikat awal ditentukan berdasarkan waktu dimana penetrasi jarum vicat mencapai nilai 25 mm, sedang waktu ikat akhir ialah waktu dimana penetrasi jarum vicat tidak terlihat secara visual.

Waktu ikat awal yang cukup lama diharapkan untuk transportasi, penuangan, pemadatan dan perataan permukaan beton. Proses ikatan awal ini disertai perubahan temperatur.

Temperatur naik dengan cepat dari ikatan awal dan mencapai puncaknya pada waktu berakhirnya ikatan akhir. Waktu ikatan yang pendek dapat menaikkan temperatur hingga 30 derajat C.

Dalam praktek, lama waktu ikatan ini dipengaruhi jumlah air campuran, suhu udara disekitar dan bahan tambah kalau digunakan.

Panas Hidrasi

Silika dan Alumina pada s***n akan bereaksi dengan air dan menjadi media perekat yang memadat, lalu membentuk m***a yang keras.

Reaksi membentuk media perekat ini disebut hidrasi dan hidrasi s***n bersifat eksotermis yang mengeluarkan panas ? 110 kalori/gram.

Pada beton dengan m***a yang besar, dapat terjadi perbedaan temperatur antara bagian luar dan bagian dalamnya yang cukup besar yang dapat menyebabkan terjadinya retak cukup besar.

Pada kawasan dingin, panas hidrasi yang tinggi dapat menguntungkan karena mencegah air membeku dalam beton.

Panas hidrasi didifinisikan sebagai kualitas panas dalam kalori/gram pada s***n yang terhidrasi, dan waktu berlangsungnya dihitung hingga proses hidrasi berlangsung secara tepat pada temperatur tertentu.

Panas hidrasi s***n dengan panas hidrasi rendah ? 60 kalori/gram hingga 7 hari pertama dan ? 70 kalori/gram hingga umur 28 hari.

Panas hidrasi juga dipengaruhi ketinggian temperatur pada ketika hidrasi terjadi. Untuk PC biasa panas hidrasi bervariasi antara 37 kalori/gram pada 5 derajat C hingga eighty kalori/gram pada forty derajat C.

Pada umumnya, ± 60% dari panas total dibebaskan pada 1 hingga 3 hari pertama,   ± 80% hingga hari ke tujuh, dan sekitar 90 – 95% dalam jangka waktu 6 bulan.

Laju hidrasi dan peningkat panas dipengaruhi oleh peningkatan kehalusan butir s***n, walaupun kuantitas total panas tidak dipengaruhi oleh kehalusan butir tersebut.

Berat Jenis

Umumnya berat jenis s***n ialah 3,15  dan berat jenis ini dipergunakan dalam perencanaan campuran beton.

Sifat Kimia S***n

Sifat-sifat kimia s***n diantaranya yaitu:

Kesejukan S***n

Kehilangan berat adalah ukuran kesejukan s***n. Kehilangan berat terjadi karena kelembaban (mengakibatkan prehidrasi s***n) dan adanya karbon dioksida dalam bentuk kapur bebas atau magnesium yang menguap.

Hidroksida dan karbon dari kapur serta magnesium bukan adalah unsur perekat, tetapi unsur pengisi, semakin sedikit kehilangan berat berarti makin sedikit unsur pengisi, berarti s***n semakin baik.

Inspeksi kehilangan berat dilakukan dengan mengambil satu gram s***n dan ditempatkan pada platina, dibakar pada temperatur 900 ? One thousand derajat C minimum 15 menit. Dalam keadaan regular kehilangan berat ? 2%, dan maksimum three%.

Residu yang Nir Larut

Residu bahan yang tidak habis bereaksi ialah bagian yang tidak aktif dari s***n. Semakin sedikit sisanya, maka semakin baik semennya. Nilai sisa bahan tidak larut maksimum 1,50%.

Jenis-jenis S***n Portland

Menurut Persyaratan Generik Bahan Bangunan di Indonesi (PUBI) 1982, terdapat 5 jenis s***n, sesuai dengan tujuan pemakaiannya.

Disparitas antara jenis yang satu dengan lainnya disebabkan jumlah/prosentase dari four komponen utamanya.

  • Jenis I: S***n Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan-persyaratan khusus mirip yang disyaratkan pada jenis-jenis lain.
  • Jenis II: S***n Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
  • Jenis III: S***n Portland yang dalam penggunaannya menuntut kekuatan awal yang tinggi
  • Jenis IV: S***n Portland yang dalam penggunaannya menuntut panas hidrasi rendah
  • Jenis V: S***n Portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat.

Komposisi kimia masing-masing jenis s***n (Nawy) mirip pada tabel dibawah ini.

Komposisi Kimia Masing-masing Jenis S***n

Komposisi Kimia Masing-masing Jenis S***n

Jenis S***n

Kandungan Kimia (%)

C3S

C2S

C3A

C4AF

CaSO4

CaO

MgO

Jenis I

49

25

12

8

2,9

0,8

2,4

Jenis II

46

29

6

12

2,8

0,6

3

Jenis III

56

15

12

8

3,9

1,4

2,6

Jenis IV

30

46

5

13

2,9

0,3

2,7

Jenis V

43

36

4

12

2,7

0,4

1,6

S***n Jenis I digunakan untuk bangunan-bangunan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus.

S***n Jenis II relatif sedikit melepaskan panas, di gunakan untuk struktur besar, untuk konstruksi bangunan dan beton yang terus menerus berafiliasi dengan air kotor atau air tanah atau pondasi yang tertanam di dalam tanah yang mengandung air proaktif, saluran air buangan dan bangunan yang berafiliasi eksklusif dengan rawa.

S***n Jenis III,  mengandung kadar C3A dan C3S yang tinggi dan butirannya sangat halus, cepat mengalami hidrasi, sehingga mencapai kekuatan awal yang tinggi dalam umur 3 hari. Jenis ini dipergunakan pada kawasan dingin, terutama kawasan yang mempunyai trend dingin.

S***n Jenis IV, adalah s***n dengan panas hidrasi rendah, dimana kadar C3S  ≤ 35% dan C3A ≤ 5%. Dipergunakan untuk pembetonan yang besar dan masif, mirip bendung, pondasi berukuran besar, dll.

S***n Jenis V, adalah s***n tahan sulfat, digunakan untuk bangunan yang berafiliasi dengan air laut, air buangan industri, bangunan yang terkena pengaruh fuel atau uap kimia yang proaktif dan bangunan yang berafiliasi dengan air tanah yang mengandung sulfat yang tinggi.

Selain ke-empat jenis s***n tersebut, terdapat S***n Portland Puzolan (PPC), ialah campuran s***n portland dengan pozolan, dengan jumlah pozolan 15 – 40% berat total campuran,  dengan kandungan  SiO2 + Al2O3  + F2O3 dalam puzolan minimum 70%. PPC diproduksi dengan cara:

  • Cara pertama, menggiling secara bersama klinker s***n dan puzolan, serta bahan tambah gips atau kalsium sulfat
  • Cara kedua, dengan mencampur secara merata s***n (klinker yang telah digiling dan bahan tambah gips atau kalsium sulfat) dengan puzolan halus.
  • PPC menghasilkan panas hidrasi yang lebih rendah dari pada s***n biasa. Mempunyai sifat ketahanan terhadap kotoran dalam air lebih baik, sehingga cocok dipakai untuk bangunan di laut, bangunan pengairan, dan beton m***a.

Penyimpanan S***n Portland

Penyimpanan s***n kadang-kadang diharapkan dalam jangka waktu lama, karena itu kualitas gudang kawasan penyimpanan dan cara penumpukan s***n harus baik karena dapat menurunkan kualitas s***n.

S***n dapat dijaga mutunya dalam jangka waktu tidak terbatas, asalkan tidak tersentuh uap air. Karena s***n yang berafiliasi dengan udara akan menyerap air secara perlahan-lahan yang dapat merusak s***n.

Penyerapan 1-2% air tidak terlalu menghipnotis kualitas s***n, tetapi dapat memperlambat proses pengerasan dan mengurangi kekuatan.

Kalau s***n diletakkan eksklusif diatas tanah akan lebih reaktif,  s***n lebih cepat menyerap uap air dari kelembaban sekeliling.

S***n curah dapat disimpan dalam silo/kontainer penyimpanan dari baja atau beton yang tingginya 2 meter atau lebih.

Umumnya hanya bagian luar setebal ? Five cm yang mengeras (untuk penyimpanan cukup lama) dan harus dibuang dan tidak boleh digunakan.

S***n dalam kantong dapat juga disimpan dengan aman untuk beberapa bulan kalau disimpan dengan baik, diletakkan diatas lembaran unluckily yang kedap air, dinding dan lantai tidak porous, dengan jarak bebas terhadap lantai ? 30 cm dan jarak bebas antara dinding dengan s***n ? 50 cm, serta jendela ditutup sangat rapat.

Untuk menghindari pedahnya kantong s***n, tinggi timbunan zak s***n tidak lebih dari 200 cm. Sekali s***n disimpan harus tidak boleh diganggu hingga s***n akan dipergunakan.

Berlangganan update artikel terbaru via electronic mail:

Baca Juga:  Perbedaan Teknik Sipil VS Arsitek

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

eleven + twelve =