ITS Undergraduate 8422 Presentation

1

PRESENTASISEMINAR SKRIPSI

STUDI PENGARUH PENAMBAHAN SLAG DAN FLY ASH SEBAGAIBAHAN ADITIF DI FINISH MILL PABRIK SEMEN KOMPOSIT

Diusulkan oleh :Eka Partana 2305 100 008Aries Purijatmiko 2305 100 024

Dosen Pembimbing :Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA 131 569 371Ir. Pantjawarni Prihatini 131 283 271

LABORATORIUM TEKNOLOGI PROSES KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA2010 2

LATAR BELAKANG

Produksi Semen Terus MeningkatEmisi CO2 Pabrik Semen Meningkat

Pemanfaatan Slagdan Fly Ash di

Cement Mill

Produksi Semen PortlandKomposit (PCC)

Slag dan Fly Ash

Upaya DiversifikasiPenggunaan Klinker

Banyak mengandung silika(bermanfaat di pabrik semen)

2

• Dari latar belakang diatas maka rumusanmasalah dalam penelitian ini adalah untukmeneliti pengaruh dari penambahan fly ashdan slag di finish mill dalam prosespembuatan semen komposit terhadap kuattekan produk dan emisi pabrik semenkomposit.

3

RUMUSAN MASALAH

• Mengetahui pengaruhpenambahan fly ash serta slagterhadap kuat tekan produk semenkomposit yang dihasilkan danemisi pabrik semen

4

TUJUAN PENELITIAN

3

5

BATASAN PENELITIAN

Batasan Penelitian Fly Ash dari Jawa Power

Slag dari PT.Smelting

Gipsum dari Petrokimia Gresik

Kualitas semen komposit yang diteliti,dinilai berdasarkan kuat tekannya padaumur 3, 7, dan 28 hari.

• Memberikan informasi bahwa flyash dan slag berpotensi untukdimanfaatkan sebagai aditif dalampembuatan semen portlandkomposit, sehingga pembuatansemen ini lebih ramah lingkungan

6

MANFAAT PENELITIAN

4

7

JENIS-JENIS SEMEN

• Semen Portland (Portland Cement) Tipe I (Ordinary Portland Cement) Tipe II (Moderate Heat Portland Cement) Tipe III (High Early Strength Portland Cement) Tipe IV (Low Heat Portland Cement) Tipe V (Super Sulphated Cement)

• Semen Portland Komposit (Blended HydraulicCement)

8

BAHAN BAKU SEMEN

Batu KapurPasir SilikaTanah LiatPasir BesiPada Penggilingan Akhir Digunakan Gypsum

5

9

BAHAN ADITIF DI CEMENT MILL (SEMEN KOMPOSIT)

Bahan Aditif di cement mill :SlagFly Ash

10

PROSES PRODUKSI SEMEN

Ada 4 Macam Proses Pembuatan Semenyaitu:

1. Proses Basah2. Proses Semi Basah3. Proses Semi Kering4. Proses Kering

6

11

PROSES PRODUKSI SEMEN KOMPOSIT (PROSES KERING)

Batu Kapur(Bahan Baku)

Tanah Liat(Bahan Baku)

Pasir Silika(Bahan Baku)

Pasir Besi(Bahan Baku)

Digiling diRAWMILL

Pemanasan Awaldi PREHEATER

Dibakar di KILN

Digiling diFINISH MILL

Bulk TruckCarrier

Pengepakan

Dsitributor/

Pembeli

Klinker

Semen

dihancurkandihancurkan dihancurkandikeringkan dikeringkan

dikeringkan

GYPSUM

SLAG

FLY ASH

11

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KUAT TEKAN

Menurut Lea (1980) kuat tekan dipengaruhi olehhidrasi semen. Sedangkan hidrasi semendipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :

Kehalusan semenPerbandingan antara air dan semen (Faktor Air

Semen / FAS)Umur Curing (perendaman)Komposisi Semen

7

11

EMISI PABRIK SEMEN

KLINKER EMISI CO2

12

ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan

oMixer

oMolding dengan dimensi 5 x 5 x 5 cm

oPemadat pasta beton (tamper)

oMesin Uji Kuat Tekan

oMini Ball Mill (Mini Cement Mill)

8

13

ALAT DAN BAHAN (LANJUTAN)

Bahan yang digunakan

o Terak / klinker semen portland

o Gipsum

o Slag

o Fly Ash

o Pasir Ottawa

o Air

14

DIAGRAM PERCOBAANStart

Menyiapkan klinker slag, fly ash dan gipsum

Menggiling keempat bahan tersebut di mini ball mill (mini cement mill)

Memasukkan hasil gilingan tersebut (sebanyak 60 gram) ke dalam botol Le Chatelieruntuk mencari densitasnya

Melakukan uji kehalusan semen dengan alat Blaine

Apakah kehalusannya 290m2/kg?

A

9

15

DIAGRAM PERCOBAAN (LANJUTAN)

Melakukan uji flow / slump

Membuat mortar melalui pencampuran semen komposit, pasir Ottawa dan air

A

Apa slumpnya 20,8 - 21,8 ?

Mencetak mortar ke dalam cetakan

Cetakan dilepas setelah 1x24 jam

Melakukan proses curing (perendaman dengan air)

Melakukan uji kuat tekan pada umur 3, 7 dan 28 hari

Stop

17

KONDISI OPERASI DAN VARIABEL

Kondisi Operasi• Suhu : kamar (30 C)• Tekanan : atmosferik• Kehalusan semen : 290 m2/kg• Kadar gypsum : 4 %

Variabel• Kadar slag : 0%; 6%; 12%; 18%; 24%; 30%; 36%• Kadar fly ash : 0%; 6%; 12%; 18%; 24%; 30%; 36%

10

17

KONDISI OPERASI DAN VARIABEL

Kombinasi kadar Fly ash dengan Slaga. untuk kadar 6% aditif terdiri atas :

o 30% slag dan 70% fly asho 50% slag dan 50% fly asho 70% slag dan 30% fly ash

b. untuk kadar 12% aditif terdiri atas :o 30% slag dan 70% fly asho 50% slag dan 50% fly asho 70% slag dan 30% fly ash

HASIL DAN PEMBAHASAN

11

Pengaruh Aditif Fly Ash Terhadap KuatTekan

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 6 12 18 24 30 36

Kuat tekan (kgf/cm2)

Fly Ash (%)

Hari ke-3 Hari ke-7 Hari ke-28SNI hari ke-3 SNI hari ke-7 SNI hari ke-28

Pengaruh Aditif Slag Terhadap Kuat Tekan

100

150

200

250

300

350

400

450

0 6 12 18 24 30 36

Slag (%)

Kua

t tek

an (k

gf/c

m2)

Hari ke-3 Hari ke-7 Hari ke-28SNI hari ke-3 SNI hari ke-7 SNI hari ke-28

12

Komposisi Bahan Aditif dan Pengaruhnya

Silika Berasal dari Slag dan Fly ash

Silika berperan terhadap reaksi hidrasi semenC3S + H2O CSH + Ca(OH)2

(CaOH) 2 + SiO2 + H2O CSHC2S + H2O CSH + (CaOH) 2

(CaOH) 2 + SiO2 + H2O CSH

Bahan Aditif SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 SUMfly ash 43.97 22.97 12.07 13.88 4.51 1.25 0.72 0.85 100.22slag 33.92 9.47 73.32 5.05 1.94 - - - 123.7

Komposisi Semen Komposit Fly Ash

Penambahan Fly Ash SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 SUM0% 20.58 8.88 4.57 61.78 1.93 - - 2.28 100.026% 20.93 9.33 4.97 59.7 1.74 - - 2.3 98.9712% 22.26 9.78 5.37 57.62 2.02 - - 2.38 99.4318% 22.87 10.23 5.77 55.54 2.17 - - 2.43 99.0124% 23.52 10.68 6.17 53.46 2.31 - - 2.48 98.6230% 24.17 12.14 6.42 51.68 2.45 - - 2.52 99.3836% 25.47 13.01 6.73 48.58 2.55 - - 2.49 98.83

13

Komposisi Semen Komposit Slag

Slag (%) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O SUM0 20,58 8,88 4,57 61,78 1,93 2,28 - - 100,026 20,64 7,72 8,21 58,19 1,43 2,23 - - 98,4212 20,69 7,43 9,93 55,04 1,32 2,45 - - 96,8618 20,75 7,17 11,74 52,00 1,31 2,38 - - 95,3524 20,96 6,99 13,76 48,90 1,30 2,31 - - 94,2230 21,20 6,79 15,96 45,70 1,30 2,26 - - 93,2136 21,44 6,59 19,16 42,50 1,28 2,21 - - 93,18

Pengaruh Kehalusan Semen TerhadapKuat Tekan

VariabelProsentase Semen yang Berhasil

Lolos Ayakan 325 mesh

6% - 12% Fly Ash6% - 12% Slag

87,7 %81,6 %

14

Faktor Air Semen / FAS

OPC : 18 cm Komposit : 20,8 – 21,8 cm (ASTM C 595-05)

Variabel Air (ml)Slump(cm)

0% Fly Ash 359 18

6% Fly Ash 359 21.5

12% Fly Ash 344 21.5

18% Fly Ash 344 21

24% Fly Ash 319 21

30% Fly Ash 319 21.5

36% Fly Ash 310 21

Variabel air (ml) Slump (cm)

0% Slag 359 18

6% Slag 365 21

12% Slag 359 21

18% Slag 410 21

24% Slag 349 21

30% Slag 335 21

36% Slag 390 21

Pengaruh Umur Curing Terhadap KuatTekan

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

3 7 28

hari

Kua

t tek

an(K

gf/c

m2)

OPC 6% Fly Ash 12% Fly Ash 18% Fly Ash24% Fly Ash 30% Fly Ash 36% Fly Ash

15

Pengaruh Umur Curing Terhadap KuatTekan

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

3 7 28

hari

Kua

t tek

an(K

gf/c

m2)

OPC 6% slag 12% slag 18% slag 24% slag30% slag 36% slag

Semen Komposit KombinasiSlag-Fly Ash 6% dari total semen

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

30% FA + 70% S 50% FA + 50% S 70% FA + 30% S

Komposisi Fly Ash dan Slag

Kuat

teka

n (k

gf/cm

2)

Hari ke-3 Hari ke-7 Hari ke-28

SNI hari ke-3 SNI hari ke-7 SNI hari ke-28

16

Semen Komposit KombinasiSlag-Fly Ash 12% dari total semen

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

30% FA + 70% S 50% FA + 50% S 70% FA + 30% S

Komposisi Fly Ash dan Slag

Kuat

teka

n (k

gf/cm

2)

Hari ke-3 Hari ke-7 Hari ke-28

SNI hari ke-3 SNI hari ke-7 SNI hari ke-28

Pengaruh Penambahan AditifTerhadap Emisi Pabrik Semen

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

950

0 6 12 18 24 30 36

Penambahan Aditif (%)

kg C

O2/

ton

klin

ker

17

KESIMPULAN

1. Penambahan Fly ash dan slag pada semen kompositberpengaruh terhadap kuat tekan, namun sampaipenambahan sebesar 36% kuat tekannya masih di ataskuat tekan SNI Semen Portland Komposit.

2. Pada penambahan fly ash, semakin besar prosentasenyamaka kuat tekannya semakin turuno pada umur 3 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 4,2%o pada umur 7 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 1,7%o pada umur 28 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 0,4%

3. Demikian pula pada slago pada umur 3 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 6,1%o pada umur 7 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 6,9%o pada umur 28 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 7,6%.

KESIMPULAN (Lanjutan)

4. Semen komposit dengan aditif fly ash memilikikehalusan partikel yang lebih tinggi daripada slag.Berdasarkan uji ayakan yang telah dilakukano semen komposit dengan aditif fly ash akan lolos ayakan 325

mesh sebesar 87,7%o semen komposit dengan aditif slag akan lolos ayakan 325

mesh sebesar 81,6%.5. Pada kombinasi antara slag dan fly ash, kuat tekan

optimum dicapai pada prosentase penambahan aditifsebesar 6% dari jumlah semen dengan komposisi 70%fly ash dan 30% slag.

6. Penambahan aditif sebesar 6 – 36% di finish mill dalamproses pembuatan semen komposit, akan menurunkanemisi CO2 pabrik semen sebesar 6 – 36%.

18