Top Banner
ARTIKEL SINGKAT MENGENAI PROSES PEMBUATAN SEMEN Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah bahan bangunan oleh: Mohamad Pandu Riezky Putra Prodi : Teknik Konstruksi Sipil Kelas : I-B 1
16

Proses Pembuatan Semen

Aug 12, 2015

Download

Documents

Pandu Riezky
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Proses Pembuatan Semen

ARTIKEL SINGKAT MENGENAI

PROSES PEMBUATAN SEMEN

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah bahan bangunan

oleh:

Mohamad Pandu Riezky Putra

Prodi : Teknik Konstruksi Sipil

Kelas : I-B

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Jl. Gegerkalong Hilir Ds.Ciwaruga Bandung

1

Page 2: Proses Pembuatan Semen

2012/2013

2

Page 3: Proses Pembuatan Semen

PROSES PEMBUATAN SEMEN

Semen merupakan bahan baku konstruksi yang paling sering dan paling mudah kita jumpai dalam kehidupan kita sehari-hari. Apabila kita melihat sebuah konstruksi yang sedang berlangsung, entah itu bangunan gedung maupun jembatan, maka dapat dipastikan bahan bangunan yang satu ini akan kita jumpai. Lalu sebenarnya apakah yang dimaksud dengan semen ini? Mengapa ia begitu istimewa sehingga kita selalu menjumpainya pada kebanyakan proses konstruksi? Kata semen sebenarnya berasal dari bahasa latin yaitu caementum yang apabila diartikan yaitu “memotong menjadi bagian kecil yang tak beraturan” hal ini mungkin dikarenakan dalam proses pembuatannya, semen melalui proses pengolahan bahan mentah yang berukuran besar menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, mengenai hal ini akan dibahas kemudian. Semen merupakan bahan perekat yang mampu merekat mineral menjadi massa yang menyatu, baik untuk merekatkan bata, batako, batu, maupun bahan bangunan lainnya, yang memiliki sifat adhesive (gaya tarik menarik antar molekul tidak sejenis) dan kohesive (gaya tarik menarik antar molekul sejenis).

Semen memiliki fungsi utama sebagai bahan perekat pada konstruksi sehingga keberadaan semen sangatlah penting pada suatu konstruksi. Lalu bagaimanakah proses pembuatan semen itu sendiri? Pembuatan semen tidaklah mudah, karena dalam proses pembuatan semen, terdapat tahapan-tahapan yang harus dilalui terlebih dahulu sehingga semen yang dihasilkan akan memiliki kualitas yang baik dan dapat menjamin suatu konstruksi. Pada proses pembuatan semen terdapat 4 metode yang dapat digunakan yaitu :

PROSES BASAHProses ini merupakan metode dimana bahan baku yang sudah didapat dipecah kemudian ditambahkan air dengan kadar tertentu yang selanjutnya dicampur dengan luluhan tanah liat untuk membentuk bubur halus dengan kadar air antara 25 – 40% (disebut slurry) dan setelah itu dikalsinasi (penambahan kalsit) pada tungku panjang (long rotary klin). Keuntungan dari proses ini yaitu :

1. Umpan yang lebih homogen sehingga semen yang dihasilkan pun memiliki kualitas yang baik.

2. Efisiensi pada proses penggilingan lebih tinggi karena tidak memerlukan unit homogenizer (karena umpannya sudah homogen)

3. Debu yang dihasilkan pada proses ini relatif sedikit.Kerugiannya :

1. Menggunakan bahan bakar dan air yang lebih banyak.2. Terlalu panjangnya tanur yang digunakan karena memerlukan zona dehidrasi

yang lebih panjang agar kadar air dapat terkendalikan.3. Lebih mahalnya biaya produksi.

3

Page 4: Proses Pembuatan Semen

PROSES SEMI BASAHPada proses ini hampir sama dengan proses basah pada penyediaan umpan tanur hanya saja yang membedakan pada proses ini umpan tanur difilter terlebih dahulu dengan filter press yang akan menghasilkan filter cake dengan kadar 15-25% sebagai umpan tanur. Konsumsi panas pada proses ini adalah sekitar 100-2000 kcal/kg klinker. Proses ini jarang digunakan karena biaya produksinya tinggi dan keuntungan yang didapat pun tidak begitu besar.

PROSES SEMI KERING Dikenal juga sebagai grate procces, proses ini adalah proses yang merupakan transisi antara proses basah dan juga proses kering dalam pembentukan semen. Umpan tanur pada proses semi kering ini terlebih dahulu disemprot dengan air melalui alat yang disebut dengan granulator (pelletizer) agar tanur menjadi sesuatu yang disebut granular atau nodule yang memiliki kandungan air sebesar 10-20% dengan ukuran berkisar 10-12mm. Tungku yang digunakan pada proses ini adalah tungku tegak/shaft kiln atau long rotary kiln dengan konsumsi panas 100kcal/kg klinker.

PROSES KERINGPada proses kering, bahan baku yang telah tersedia akan terlebih dahulu dihancurkan di dalam raw mill dalam keadaan kering dan halus, kemudian menghasilkan tepung baku dengan kadar air 0,5-1% yang selanjutnya akan dikalsinasi dalam rotary kiln. Proses ini menggunakan konsumsi kalori sebesar 1500-1900 kcal/kg klinker.Keuntungan dari proses ini yaitu :

1. Produksi dengan kapasitas yang besar.2. Menggunakan tanur yang pendek.3. Tidak membutuhkan panas yang tinggi, sehingga efisien dalam penggunaan

bahan bakar dan penggunaan air yang tidak banyak.

Jika ditinjau dari efisiensi dan jumlah produk yang dihasilkan, maka terlihat bahwa proses kering merupakan metoda yang paling menguntungkan, karena itu dalam artikel ini akan difokuskan pada pembahasan mengenai proses pembuatan semen melalui proses kering. Pembuatan semen melalui proses kering harus melalui tahapan-tahapan terlebih dahulu, antara lain :

QUARRYINGQuarrying merupakan proses pengambilan material bahan baku produksi semen

dari tempat asalnya, yang kemudian bahan baku tersebut akan dibawa ke pabrik untuk diproses menjadi semen. Bahan baku yang digunakan antara lain :

1. Limestone : Merupakan bahan baku yang mengandung CaCO3 dalam jumlah yang banyak serta sedikit tanah liat.

2. Tanah liat (clay) : Merupakan material yang banyak mengandung SiO2 dan Al2O3

3. Pasir Silika : Material yang banyak mengandung SiO2

4. Pasir Besi : Merupakan bahan baku dengan kandungan Fe2O3 yang tinggi.

4

Page 5: Proses Pembuatan Semen

CRUSHING / GRINDINGProses ini merupakan proses penghancuran bahan baku yang telah didapatkan

melalui penambangan pada proses quarrying yaitu batu kapur (limestone), tanah liat, pasir silika dan pasir besi. Pada proses ini pun terjadi proses pengeringan bahan baku. Alat utama yang digunakan adalah Raw Mill dan alat-alat pendukungnya antara lain Cyclone, Electrostatic Precipitator, Stack, Dust Bin. Prinsip kerja alat ini yaitu pertama, bahan-bahan pembuat semen masuk ke dalam Raw Mill kemudian pada bagian tengah Raw Mill terjadi proses penggilingan dan udara panas akan masuk melalui bagian bawah dari Raw Mill.

Pada Raw Mill ini terdapat unit yang disebut dengan classifier (penyaring) yang bertugas untuk menyeleksi ukuran partikel yang dapat keluar dari Raw Mill. Partikel dengan ukuran yang sudah halus akan menuju proses selanjutnya sedangkan yang masih kasar akan dihancurkan lagi di dalam Raw Mill hingga tercapai ukuran yang diinginkan. Partikel yang sudah lolos kemudian akan terbawa oleh udara panas menuju cyclone yang bertugas untuk memisahkan antar partikel yang cukup halus dan partikel yang terlalu halus (debu).

Partikel yang cukup halus akan menuju ke bagian bawah cyclone dan menuju ke unit yang bernama blending silo untuk mengalami proses pengadukan dan homogenisasi, sedangkan partikel yang terlalu halus (debu) akan terbawa oleh udara panas dan kemudian partikel ini ditangkap oleh electrostatic precipitator yang mencegah agar debu tidak lepas ke udara. Debu yang telah tertangkap ini kemudian dikumpulkan dalam dust bin sedangkan udara keluar melalui stack.

HOMOGENISASIUnit yang berperan utama dalam proses ini adalah blending silo yang

menggunakan udara sebagai media pengaduk. Prinsip kerja dari blending silo ini adalah bahan baku masuk dari bagian atas blending silo dan kemudian di dalam blending silo ini bahan baku dihomogenisasi dan kemudian dikeluarkan dari bagian bawah blending silo melalui beberapa titik. Pengeluaran melalui beberapa titik ini dimaksudkan agar kehomogenan bahan baku semakin bertambah.

Pada unit blending silo ini dilengkapi dengan alat pendeteksi ketinggian sehingga apabila bahan baku dalam blending silo sudah penuh maka penuh maka proses penambahan bahan baku akan terhenti dengan sendirinya hingga blending silo terkosongkan kembali.

PEMANASAN AWALPada tahap ini bahan baku akan dipanaskan terlebih dahulu sebelum masuk ke

proses pembakaran. Pada tahap ini alat utama yang digunakan adalah suspension pre-heater dan dibantu dengan alat kiln feed bin. Setelah melewati tahap homogenisasi, maka bahan baku akan terlebih dahulu ditampung pada kiln feed bin untuk kemudian menuju pada suspension pre-heater. Suspension pre-heater terdiri atas 2 bagian yaitu yang pertama adalah in-line calsiner (ILC) dan yang kedua adalah separate-line calsiner (SLC). Pada masing-masing bagian terjadi 4 kali proses pemanasan dan 1 kali kalsinasi. Apabila bahan baku masuk pada bagian ILC maka bahan baku tersebut

5

Page 6: Proses Pembuatan Semen

akan mengalami 4 kali proses pemanasan dan 1 kali kalsinasi kemudian bahan baku tersebut akan dikirim menuju SLC dan akan mengalami 4 kali proses pemanasan dan 1 kali proses kalsinasi kembali, kemudian bahan baku tersebut akan diteruskan menuju rotary kiln. Apabila bahan baku masuk pada bagian SLC maka bahan baku hanya akan mengalami proses 4 kali pemanasan dan 1 kali kalsinasi sebanyak satu kali saja, karena setelah masuk SLC maka bahan baku tidak akan masuk ke ILC melainkan akan langsung menuju rotary kiln. Pada proses pemanasan awal ini bahan bakar yang digunakan yaitu Industrial Diesel Oil (IDO).

PEMBAKARAN (BURNING / FIRRING)Proses pembakaran ini mengandalkan jasa dari rotary kiln yaitu sebuah tanur

putar berbentuk silinder yang memanjang secara horizontal dan diletakan dengan kemiringan tertentu. Bahan bakar yang digunakan pada proses ini adalah batu bara. Rotary kiln memiliki 2 ujung, ujung yang satu adalah tempat untuk masuknya bahan baku sedangkan ujung lainnya adalah tempat terjadinya pembakaran sehingga material akan mengalami proses pembakaran dari suhu rendah menuju suhu yang tinggi. Tanur putar berdiameter 5,6 meter dengan panjang yang mencapai 84 meter.

Dalam tanur putar terdapat unit yang disebut gas analyzer yang berfungsi untuk mengendalikan kadar O2, CO dan NOX pada gas buang sehingga apabila terjadi kelebihan atau pun kekurangan, maka jumlah bahan bakar serta udara akan disesuaikan hingga kadar yang tepat oleh gas analyzer. Proses yang terjadi di dalam tanur putar ini dapat kita kelompokan menjadi :

Daerah Transisi (Transition Zone) Daerah Pembakaran (Burning Zone) Daerah Pelelehan (Sintering Zone) Daerah Pendinginan (Cooling Zone)

Di dalam tanur putar pun terjadi proses kalsinasi yang mencapai 100%, sintering dan clinkering. Temperatur bahan yang masuk ke dalam tanur adalah sekitar 800o-900oC kemudian di dalam tanur bahan-bahan tersebut diolah menjadi clinker dan clinker yang keluar dari tanur akan memiliki temperature sebesar kurang lebih 1300o-1450oC.

PENDINGINAN (COOLING)Cooler merupakan alat utama yang digunakan pada proses pendinginan

clinker. Alat ini dilengkapi dengan alat penggerak material yang sekaligus sebagai saluran udara pendingin yang disebut grate dan alat pemecah clinker (clinker breaker). Clinker yang sudah melewati tahap pembakaran pada tanur putar akan terlebih dahulu masuk ke dalam cooler untuk didinginkan terlebih dahulu setelah itu disimpan dalam clinker silo.

Cooler ini memanfaatkan udara luar sebagai media pendinginnya, sedangkan udara panas yang keluar dari dalam cooler ini digunakan sebagai media pemanas pada Raw Mill dan pemasok udara panas pada pre-heater, sedangkan sebagian lagi dibuang ke udara bebas. Setelah proses pendinginan ini selesai, maka clinker akan disimpan dalam clinker silo dan sebelum masuk ke dalam clinker silo ini clinker yang

6

Page 7: Proses Pembuatan Semen

akan masuk akan dideteksi terlebih dahulu kandungan kapur bebasnya, apabila kandunga kapur bebasnya melebihi batas yang diharapkan maka clinker tersebut akan disimpan secara terpisah dalam bin yang tersendiri.

PENGGILINGAN AKHIRPada tahap ini, clinker yang telah melewati tahapan-tahapan sebelumnya akan

mengalami proses penggilingan terakhir yang mengandalkan bantuan alat bernama ball mill yang berfungsi untuk menggiling clinker dengan gypsum. Gypsum yang digunakan dapat berupa gypsum alami dan gypsum sintetik. Pada proses ini terdapat alat-alat penunjang yaitu antara lain :

Raw Mill Separator (Klasifier) Bag Filter

Sesuai dengan namanya, ball mill merupakan alat penggiling yang penggilingnya berbentuk bola. Dalam ball mill ini terbagi atas 2 bagian yaitu bagian utama yang terdiri atas bola-bola baja yang berukuran besar, sedangkan bagian kedua terdiri atas bola-bola baja dengan ukuran yang lebih kecil.

Perlakuan ini dimaksudkan agar permukaan bola baja yang mengalami kontak dengan material menjadi semakin besar sehingga diharapkan hasil yang dihasilkan akan menjadi semakin halus. Setelah proses ini, material yang telah halus tersebut akan dibawa oleh bucket elevator menuju ke separator. Dalam separator semen yang telah terbentuk akan dipisahkan antara semen yang telah cukup halus dengan semen yang kurang halus. Semen yang telah cukup halus akan dibawa oleh udara menuju cyclone dan dismpan dalam silo cement. Pada silo cement ini semen kemudian akan di-packing dan dimasukan ke dalam truk semen curah dan siap dipasarkan.

Dari uraian proses pembuatan semen di atas terlihat bahwa dalam membuat semen diperlukan rangkaian proses yang cukup kompleks. Proses yang kompleks ini dimaksudkan agar kualitas dari semen yang diproduksi terjaga kualitasnya sehingga dapat menunjang konstruksi dengan baik. Dari proses pembuatan semen di atas semen yang dihasilkan pun beragam jenisnya dan tiap-tiap dari jenis semen tersebut memiliki karakter masing-masing dan penggunaan yang berbeda pula dalam konstruksi, jenis-jenis tersebut antara lain :

Semen PortlandMerupakan semen yang dihasilkan dari penghalusan klinker yang memiliki sifat

hidraulis karena terdiri atas silikat-silikat dengan sifat hidraulis dengan tambahan gypsum. Semen Portland pun terbagi menjadi beberapa tipe yaitu :

a. Tipe I (Ordinary Portland Cement)Merupakan tipe semen yang dipakai untuk segala macam konstruksi yang tidak memerlukan sifat-sifat yang khusus seperti ketahanan terhadap serangan sulfat, panas hidrasi dan lainya. Mengandung 5% MgO dan 2,5-3% SO3.

7

Page 8: Proses Pembuatan Semen

b. Tipe II (Moderate Heat Portland Cement)Merupakan jenis semen yang dipakai untuk konstruksi yang memerlukan kekuatan untuk menahan serangan sulfat dan panas hidrasi pada tingkat sedang. Biasanya digunakan pada bangunan pelabuhan dan sekitar pantai. Mengandung 20% SiO2, 6% Al2O3, 6% Fe2O3, 6% MgO dan 8% C3A.

c. Tipe III (High Early Strength Portland Cement)Merupakan tipe semen yang memiliki kemampuan untuk mengeras dengan cepat dan memiliki kekuatan awal yang tinggi karena kandungan C3S yang sangat tinggi dibanding dengan tipe semen lain sehingga sangat cocok digunakan pada konstruksi gedung-gedung besar, pekerjaan yang berbahaya, pondasi, pembetonan pada udara dingin, bangunan dengan keadaan darurat dan konstruksi pada musim dingin. Terdiri atas 6% MgO, 3,5-4,5% Al2O3, 35% C3S, 40% C2S dan 15% C3A.

d. Tipe IV (Low Heat Portland Cement)Merupakan jenis semen portland yang memiliki panas hidrasi yang rendah karena kandungan C3S dan C3A yang lebih rendah sehingga memungkinkan pengeluaran kalor yang lebih rendah. Biasa digunakan pada keperluan hydraulic engineering yang memerlukan panas hidrasi yang rendah. Tersusun atas 6,5% MgO, 2,3% SO3 dan 7% C3A.

e. Tipe V (Shulpato Resistance Portland Cement)Merupakan tipe semen portland yang memiliki ketahanan pada serangan sulfat yang sangat tinggi dan memiliki kandungan C3A yang lebih rendah dibanding tipe lainnya sehingga penggunaannya sangat cocok dengan daerah yang memiliki kadar sulfat yang sangat tinggi seperti terowongan, pelabuhan, pengeboran di laut, jembatan antar pulau dan sebagainya. Tersusun atas 6% MgO, 2,3% SO3 dan 5% C3A.

f. Semen PutihMerupakan semen yang dibuat menggunakan bahan dasar batu kapur yang mengandung oksida besi dan oksida magnesia yang rendah. Biasa digunakan pada bangunan arsitektur dan dekorasi.

g. Semen Sumur MinyakAdalah tipe semen yang dicampur dengan bahan khusus seperti asam borat, lignin, kasein, gula atau organic hydroxid acid. Fungsi bahan-bahan tersebut adalah sebagai retarder atau penghambat yang mengurangi kecepatan pengerasan semen sehingga adukan dapat dipompakan ke dalam sumur minyak atau gas. Semen sumur minyak atau gas sendiri berfungsi untuk melindungi kerangka sumur minyak dari tanah di sekitarnya.

h. Semen MasonryMerupakan tipe semen yang memiliki penyerapan air yang tinggi dan plastisitas yang tinggi serta kuat tekan yang rendah. Digunakan sebagai adukan pada konstruksi masonry yang tersusun atas semen kerak dapur tinggi, semen portland pozzoland, semen alam atau kapur hidrolik dengan bahan tambahan antara lain kapur padam, batu kapur, chalk, calceous shell atau pun tanah liat.

8

Page 9: Proses Pembuatan Semen

Semen Non PortlandSemen non portland ini terdiri dari berbagai jenis antara lain :

a. Semen AlamMerupakan semen yang dihasilkan dari pembakaran batu kapur dan tanah liat pada suhu 850-1000oC kemudian tanah yang dihasilkan digiling menjadi semen halus.

b. Semen Alumina TinggiBercirikan memiliki perkembangan kekuatan yang cepat serta ketahanan terhadap air laut dan air yang mengandung sulfat yang baik. Pada dasarnya terdiri atas semen kalsium aluminat yang dibuat dengan mencampurkan campran batuan gamping dan bauksit yang mengandung oksida besi, silika, magnesia dan bahan lainnya.

c. Semen Portlland PozzolandTerdiri atas alumina dan silika dan pozzoland, akan tetapi pozzoland itu sendiri tidak memiliki sifat seperti semen namun pada bentuk halusnya dan dengan adanya air maka akan terjadi reaksi yang menghasilkan aluminat hidrat yang bersifat hidraulis. Pozzolan yang ditambahkan biasanya berkisar 15-40%.

d. Semen Kerak Dapur TinggiSemen ini jika memiliki kehalusan yang cukup maka akan memiliki kuat tekan yang setara dengan semen portland, permeabiltas yang rendah, pemuaian dan penyusutan pada udara kering sama dengan semen portland. Dibuat dengan campuran klinker semen portland dan kerak dapur tinggi yang digiling secara homogen.

9

Page 10: Proses Pembuatan Semen

10

QUARRYING CRUSHING (RAW MILL)

HOMOGENISASIPEMANASAN AWAL

PEMBAKARAN

PENGGILINGAN AKHIR

PACKING DAN

DISTRIBUSI

Page 11: Proses Pembuatan Semen

Referensi

http://chemengfamily09.blogspot.com/2011/02/semen-merupakan-bahan-bangunan- yang.html

http://irmanrostaman.wordpress.com/2012/03/27/proses-pembuatan-semen-cement- manufacturing-process/

http://www.youtube.com/watch?v=lDccsDI-E7Q rieko.files.wordpress.com

11