Semen: Bintang Konstruksi Perekat Kokohnya Pondasi

Ketika kita berbicara tentang konstruksi, mungkin salah satu bintang terbesarnya adalah bahan yang sering dianggap sepele. Apa bahan sepele itu? Semen! Ya, mungkin tak terpikirkan sebelumnya bahwa bubuk abu-abu ini memiliki peran begitu besar dalam menciptakan gedung-gedung keren yang kita lihat setiap hari. Jadi, mari simak bersama-sama bagaimana bubuk ini berubah menjadi fondasi kuat untuk bangunan yang kokoh dan tangguh. -MegaBaja.co.id

Apa Itu Semen?

Semen berasal dari Bahasa latin yaitu caementum yang berarti bahan perekat. Secara sederhana, semen dapat didefinisikan sebagai lem atau bahan perekat yang dapat merekatkan bahan material lain seperti batu koral dan batu bata sehingga membentuk suatu bangunan.

Secara umum, semen dapat diartikan sebagai zat perekat yang bisa menggabungkan bahan-bahan padat jadi satu blok yang kokoh dan kompak.

Zaman Mesir kuno, pada abad ke-5, memang menjadi salah satu awal mula penggunaan semen dalam konstruksi. Pada saat itu, semen dibuat dari batu kapur yang dikalsinasi atau dibakar. Semen ini digunakan untuk membangun piramida dan berbagai bangunan besar lainnya. Meskipun sederhana, penggunaan semen ini telah menandai perkembangan awal dalam penggunaan bahan konstruksi yang kuat.

Kemudian, di masa bangsa Romawi dan Yunani kuno, mereka mengembangkan penggunaan slag vulkanik yang berasal dari gunung berapi. Slag vulkanik dicampur dengan kapur gamping (Quicklime) serta gypsum, yang menghasilkan material yang disebut sebagai Pozzolan Cement. Pozzolan Cement ini memiliki sifat tahan lama dan kekuatan struktural yang lebih baik dibandingkan dengan semen biasa. Inovasi ini telah memungkinkan mereka membangun struktur-struktur megah seperti jembatan dan bangunan bertingkat tinggi pada zaman itu.

Perkembangan ini menunjukkan bahwa penggunaan semen dalam konstruksi telah berlangsung selama ribuan tahun dan telah mengalami transformasi yang berarti dari zaman kuno hingga saat ini. Penggunaan berbagai jenis bahan sebagai campuran semen telah memainkan peran penting dalam perkembangan teknologi konstruksi selama sejarah manusia.

Semen merupakan salah satu bahan perekat yang jika dicampur dengan air mampu mengikat bahan-bahan padat seperti pasir dan batu menjadi suatu kesatuan kompak. Sifat pengikatan semen ditentukan oleh susunan kimia yang dikandungnya.

Bahan Baku Semen

Batu Kapur (Limestone)

Batu kapur adalah sumber utama senyawa kalsium. Biasanya, batu kapur murni bisa berupa kalsit atau aragonit, yang pada dasarnya keduanya disebut CaCO3 secara kimia. Kalsium karbonat (CaCO3) ini banyak ditemukan secara alami di berbagai tempat di alam.

Kalsium karbonat berasal dari proses geologis dan sering digunakan sebagai sumber utama senyawa Ca untuk produksi semen Portland. Biasanya, batu kapur murni ada dalam bentuk Calspar (kalsit) atau aragonit. Selain itu, senyawa karbonat dan magnesium dalam batu kapur sering terdapat dalam bentuk dolomit (CaMg(CO3)2).

Ketika pembuatan semen, CaCO3 mengalami perubahan menjadi CaO (oksida kalsium), sementara dolomite mengalami perubahan menjadi kristal MgO (oksida magnesium) yang terpisah, yang juga dikenal sebagai Periclase.

Tanah Liat

Tanah liat (Al2O3.K2O.6SiO2.2H2O) adalah bahan baku untuk semen yang mengandung sebagian besar senyawa silikat dan aluminat serta sedikit senyawa besi. Tanah liat memiliki berat molekul sekitar 796,40 g/gmol dan biasanya berwarna merah kecokelatan dan tidak dapat larut dalam air. Kadang-kadang, dalam jumlah kecil, juga bisa ada senyawa alkali (Na dan K) yang dapat memengaruhi kualitas semen.

Bahan Baku Penunjang

Bahan baku penunjang adalah bahan baku yang digunakan hanya jika salah satu komponen pada pencampuran bahan baku utama kurang. Biasanya, bahan baku penunjang ini mengandung oksida silika, oksida alumina, dan oksida besi yang diperoleh dari pasir silika (silica sand) dan pasir besi (iron sand).

Bahan Tambahan

Gypsum. Digunakan dalam proses penggilingan terak dengan ditambahkan sekitar 4-5%. Gypsum, dengan rumus kimia CaSO4.2H2O, merupakan bahan yang diperlukan dalam proses penggilingan klinker untuk membuat semen. Perannya adalah mengatur waktu pengikatan semen, yang juga dikenal sebagai retarder.

Abu terbang, atau Fly Ash. Adalah hasil sisa pembakaran batubara di boiler pembangkit listrik tenaga uap. Ini terdiri dari partikel halus amorf dan memiliki sifat Pozzolan, yang artinya bisa bereaksi dengan kapur dalam suhu kamar ketika bersentuhan dengan air, membentuk senyawa yang memiliki kemampuan mengikat.

Proses Pembuatan Semen

1. Persiapan bahan baku. Batu kapur sekitar 75 – 90% dan tanah liat sekitar 7 – 20% adalah bahan mentah utama yang digunakan dalam produksi semen. Sementara itu, pasir besi sekitar 1 – 3% dan pasir silika 1 – 6% digunakan sebagai bahan mentah penunjang.
2. Pengeringan dan penggilingan bahan baku. ini adalah proses di mana bahan mentah diolah dengan cara mengurangi ukurannya menjadi lebih kecil atau meningkatkan luas permukaan material. Tujuan utama dari proses penggilingan ini adalah untuk mencapai keutuhan bahan baku yang seragam dan mempermudah reaksi kimia selama proses klinkerisasi. Selain penggilingan, bahan mentah juga dikeringkan menggunakan gas panas sebagai media pengeringan, yang bisa berasal dari hot gas generator atau kiln exhaust gas.
3. Pembentukan klinker (pembakaran). Dimulai dengan mengeluarkan tepung baku, yang telah dihomogenisasi dalam CF Silo, dan mengalirkannya ke kiln menggunakan serangkaian peralatan transportasi. Tepung baku yang disuplai ke kiln disebut umpan baku atau umpan kiln (kiln feed). Proses pembakaran melibatkan langkah-langkah seperti pemanasan awal tepung baku dalam preheater (yang mencakup pengeringan, dehidrasi, dan dekomposisi), pembakaran di kiln (klinkerisasi), dan pendinginan di Grate cooler (quenching).
4. Penggilingan klinker. Klinker diolah melalui roller press untuk mencapai ukuran yang diinginkan. Kemudian, klinker yang telah dihaluskan tersebut digiling lebih lanjut dengan menggunakan peralatan penggiling berbentuk tube mill yang di dalamnya terdapat bola-bola besi yang berfungsi sebagai media penghancur. Material yang telah dihaluskan ini kemudian disedot dan dipisahkan dari udara pembawanya melalui beberapa perangkat pemisah debu. Hasil penggilingan ini akhirnya disimpan di dalam semen silo yang tahan terhadap udara.
5. Proses pengepakan semen. Melibatkan pengambilan semen dari semen silo dan pengirimannya ke dalam steel silo menggunakan belt conveyor. Dengan bantuan mesin pengepak berupa rotary packer, semen dimasukkan ke dalam kantong-kantong, di mana setiap kantong berisi 50 kg semen. Setelah itu, kantong-kantong tersebut siap untuk diangkut dengan truk dan dipasarkan.

Fungsi Semen Bagi Konstruksi

Semen memiliki peran penting dalam konstruksi bangunan karena memberikan kekuatan dan stabilitas pada struktur bangunan. Pembangunan rumah, apartemen, gedung, sekolah, rumah susun, dan tempat lainnya sangat bergantung pada penggunaan semen untuk mengikat batu bata, batako, dan bahan konstruksi lainnya. Berikut adalah manfaat lain dari semen:

1. Untuk pembuatan jalan raya.
2. Untuk pembuatan jalan beton.
3. Semen memudahkan dalam pekerjaan finishing seperti pengecatan dan penempatan lantai.
4. Semen dalam bentuk cair memungkinkan pembentukan bentuk structural yang rumit dan unik.
5. Sifat semen yang tahan panas menjadikannya bahan yang baik untuk konstruksi yang memerlukan perlindungan terhadap api.