Indonesian Chinese (Simplified) English Japanese Korean

Special Blended Cement

Mengantisipasi Serangan Sulfat dan Korosi pada Daerah laut

Proyek Pembangunan Jembatan Suramadu baik konstruksi Causeway, Approach Bridge maupun Main Span sebagian besar konstruksinya menggunakan beton bertulang. Hal ini berarti sebagian besar proyek ini menggunakan bahan semen. Mengingat Jembatan suramadu terletak di laut maka konstruksinya harus tahan terhadap lingkungan laut, karena itu konstruksi beton harus tahan terhadap air laut, serangan sulfat, korosi pada besi beton serta suhu beton yang ditimbulkan oleh reaksi hidrasi semen dan air.

 

Walaupun bahan sejenis semen yang disebut "Hydraulic Cement" ditemukan tahun 1796 oleh Joseph Parker dari Kent (Inggris) yang dibuat dari butiran-butiran batu kapur dan kemudian dikenal dengan nama "Roman Cement", akan tetapi semen baru diproduksi pada tahun 1802 di Perancis.

Semen baru ini terbuat dari butiran-butiran nodule, disusul kemudian pembuatan semen dari batu kapur yang dicampur dengan tanah liat oleh Edger Dobbs dari Inggris tahun 1810 dan oleh Vicat dari Perancis (1813) serta James Frost dari Inggris (1822). Akhirnya sebuah paten tentang cara pembuatan batu-batuan atas nama Joseph Aspdin yang tinggal di daerah Portland, negara Inggris yang ditemukan tahun 1824 dan dikukuhkan dengan nama "Portland Cement".

Semen Portland dan Portland Pozolan

Di awal tahun 2003, bersama almarhum Dr. Ir. Mustasir Nozir MM beserta staf dan PT. Semen Gresik telah terjadi berbagai diskusi tentang spesifikasi teknik dan berbagai bahan/ material yang akan dipakai dalam pembangunan Jembatan Suramadu, termasuk jenis semen yang terbaik untuk konstruksi jembatan ini. Walaupun kita sudah mempunyai tipe semen yang selama ini digunakan di lingkungan laut, seperti semen portland type II (semen portland yang digunakan pada bangunan yang memerlukan ketahanan terhadap sulfat atau kalor hidrasi sedang) dan type V (semen yang digunakan pada bangunan yang memerlukan ketahanan tinggi terhadap sulfat), akan tetapi kita menginginkan adanya karakter semen yang lebih sebagai bahan bonding terhadap bahan beton lainnya, yang mempunyai sifat adesif maupun kohesif. Seperti misalnya, dalam hal berkaitan dengan permeabilitas, durabilitas dan level densitasnya serta karakter-karakter lainnya. Perhatian khusus dalam penggunaan semen pada pembangunan Jembatan Suramadu telah dimulai di tahap perencanaan maupun tahap pra-pelaksanaan.

Dalam pembangunan Jembatan Suramadu, diputuskan menggunakan type Pozolan, mengingat adanya beberapa kelebihan. Selama ini, semen jenis Portland sudah dikenal dengan baik, yaitu jenis semen yang dihasilkan dengan cara menggiling terak semen Portland terutama yang terdiri atas kalsium silikat yang bersifat hidrolis dan digiling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih bentuk kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh ditambah bahan tambahan lain. Sedangkan semen jenis Pozolan (Portland Pozolan) yaitu jenis bahan pengikat hidrolis dihasilkan dengan cara menggiling bersamasama terak semen Portland dan bahan yang mempunyai sifat pozolan, atau mencampur secara merata bubuk semen Portland dan bubuk bahan yang mempunyai sifat pozolan dan boleh di tambahkan bahan-bahan lain asal tidak mengakibatkan penurunan kualitas.

Definisi Pozolan menurut ASTM C 618-96 adalah bahan yang mengandung senyawa silika atau silika dan alumina, di mana walaupun Pozolan tidak punya sifat sementasi, tetapi dengan bentuknya yang halus, dengan adanya air maka akan terjadi, bereakasi secara kimia dengan kalsium hidroksida pada suhu biasa, membentuk senyawa yang memiliki sifat-sifat seperti semen (kalsium silikat dan kalsium aluminat hidrat).

Dibandingkan dengan sifat fisika semen Portland maka kekuatan awal semen Portland Pozolan agak lebih rendah akan tetapi pada perkembangan reaksi berikutnya, akan terjadi dua reaksi yang bersamaan yaitu reaksi antara Portland cement dengan air dan reaksi antara silika aktif (amorf) dengan Ca (OH)2 dan air sehingga kekuatan Portland Pozolan semakin lama menjadi semakin tinggi.

 

Semen untuk Suramadu

Semen jenis Portland Pozolan yang dipakai di proyek pembangunan Jembatan Suramadu selanjutnya disebut dengan Special Blended Cement (SBC). Semen ini merupakan bahan pengikat hidrolis spesial yang dibuat dengan menggiling bersama-sama terak semen Portland, gipsum dan bahan silica amorf, serta digunakan untuk bangunan yang memerlukan ketahanan sulfat tinggi dan digunakan untuk kondisi di lingkungan laut.

Uji kimia dan fisika serta permeability test terhadap Special Blended Cement telah dilakukan di Balai Besar Bahan dan Barang Teknik, Badan Penelitian dan Pengembangan Industri dan Perdagangan di Jl Sangkuriang 14 Bandung, dengan hasil-hasil sebagai berikut:

Hasil Uji Kimia

Pengujian kimia didasarkan pada Standar ASTM C 595 Type IP (MS) yang dalam hal ini persyaratan kandungan Magnesium Oksida (Mg O), Belerang Trioksida (SO3) dan Hilang Pijar (LOI) masing-masing sebesar 1,27%, 1,62% dan 2,15% telah memenuhi standar yang disyaratkan.

Hasil Uji Fisika

Pengujian fisika didasarkan pada Standar ASTM C 595 Type IP (MS) yang dalam hal ini pengujian kehalusan, waktu pengikatan dengan alat Vicat, kekekalan bentuk, kuat tekan, panas hidrasi serta ketahanan sulfat, hasilnya juga telah memenuhi persyaratan standar.

Test permeability

Pengujian permeability test sesuai dengan DIN 1048, bertujuan untuk mengetahui sejauh mana penetrasi air bila dipermukaan beton diberi tekanan secara berurutan 1 bar selama 2x24 jam, 3 bar selama 1x24 jam dan 7 bar selama 1x24 jam sehingga dapat diketahui bahwa beton tersebut dapat menahan penetrasi serangan sulfat. Persyaratan penetrasi air sesuai DIN 1048 untuk serangan Sulfat sedang maksimum adalah 5 cm dan untuk serangan sulfat kuat maksimum adalah 3 cm.

Hasil pengujian kimia terhadap benda uji air laut

Tekanan

(Bar)

Perembesan Air Kedalam Beton (ML)
SYARAT STANDAR
DIN 1045
SBC-0.40 TGL 4-7-2003
1
2
1.0
2
3
3.0
7
7
7.0
10
1
Penetrasi (cm)
1.30
1.00
< 5 CM

Hasil pengujian terhadap salah satu benda uji untuk "Kekedapan Air"

Uraian

Batu Poron Madura Tengah Laut

Tambak Wedi Surabaya

PH

7,94

7,98

8,19

Ca (ppm)

366,66

355,02

310,40

Mg (ppm)

1163,80

1199,18

1164,98

Cl (ppm)

17742,9

17991,4

17494,40

SO4 (ppm)

2481,02

2498,46

2404,64

 

Teknologi SBC

Dari hasil uji kimia terhadap benda uji air laut seperti yang ditunjukkan dalam tabel disamping, menunjukkan bahwa air laut di Selat Madura, baik disisi Surabaya, di tengah Selat Madura, maupun di sisi Madura mempunyai kadar sulfat dan klor yang dapat dikatagorikan berat. Senyawa-senyawa sulfat dan klorida selain di air laut, juga ditemukan di tanah dan di lingkungan industri, dan hal ini dapat merusak beton dan tulangan beton. Dengan data-data tersebut maka sangat jelas bahwa dalam pembangunan Jembatan Suramadu sangat memerlukan jenis semen yang mempunyai ketahanan terhadap serangan sulfat yang tinggi. Lebih jauh akan dijelaskan bahwa jenis semen SBC mempunyai keunggulan teknologi dalam meningkatkan resistensi terhadap serangan air laut dan serangan sulfat dibandingkan dengan semen Portland type II dan semen Portland type V.

SBC

Persamaan dan Perbedaan antara SBC dan Semen Portland type II dan V

C3 A rendah

C3 A rendah

Meminimalisasi Ca(OH) 2

Tidak dapat

Membentuk CSH (semen gel) baru

Tidak bisa

Memperbaiki kekedapan

Tidak bisa memperbaiki kekedapan

Seputar perbedaan aktivitas peningkatan resistensi SBC terhadap serangan air laut dan sulfat baik pada SBC maupun semen Portland Cement type II maupun type V dapat dijelaskan sebagai berikut:

  • Eliminasi pembentukan enttringite dengan menurunkan C3A (3CaO .Al2O3).Pada semen Portland Type II dan Type V, C3A diturunkan berturut-turut maksimum 8% dan 5% sedangkan pada SBC tergantung pada Silica Amorf yang ditambahkan, makin besar Silica Amorf yang ditambahkan C3A makin kecil dan enttringite makin sedikit.
  • Menurunkan pembentukan enttringite dengan mengeliminasi Ca (OH)2 dari hasil reaksi C3S (3CaO.SIO2) dan C2S (2CaO.SIO2) dengan air.Pada semen Portland type II dan type V tidak bisa mengeliminasi Ca(OH)2 sedangkan pada SBC terjadi pengeliminasian Ca(OH)2 yaitu dengan jalan pengikatan Ca(OH)2 oleh Silica Amorf membentuk CSH ( semen gel ) baru.
  • Meningkatkan kekedapan melalui pembentukan CSH (semen gel) baru. Pada semen Portland type II dan V tidak ada pembentukan CSH (semen gel) baru, sedangkan pada SBC ada peningkatan kekedapan dengan terbentuknya CSH baru: SIO2+Ca(OH)2+H    ==> CSH

 

Hubungan Faktor Air Semen – Kuat Tekan Beton

Dari hasil penelitian beton yang menggunakan SBC yang dimaksudkan untuk mendapatkan kurva hubungan antara FAS (Faktor Air Semen) dengan Kuat Tekan Beton sehingga proporsi campuran beton mutu K250, K350 dan K500 untuk proyek Pembangunan Jembatan Suramadu dapat ditentukan, yang selanjutnya dapat digunakan sebagai acuan produksi beton.

Penelitian juga ditujukan untuk melihat sejauh mana penetrasi air yang terjadi pada masingmasing campuran bila diuji dengan metode DIN 1048, sehingga dapat diketahui tingkat beton tersebut dapat menahan serangan sulfat. Pengujian-pengujian kuat tarik belah, kuat lentur, hammer test untuk digunakan sebagai acuan pengawasan di lapangan.

Dengan penelitian seperti yang disebutkan diatas maka dapatlah disampaikan beberapa
catatan sebagai berikut:

Walaupun untuk K250 dan K350 secara kuat tekan cukup dengan FAS 0,63 dan 0,54, akan tetapi agar beton memenuhi syarat tahan sulfat berat maka untuk kedua mutu beton tersebut disarankan menggunakan FAS 0,50 ( DIN 1048 Campuran beton mutu K500 diperoleh dengan menggunakan FAS 0,34 dan beton bersifat kedap air, hal ini terlihat dari penetrasi air yang tidak dalam, sehingga memenuhi persyaratan beton tahan sulfat sesuai DIN 1048. 

Read 1136 times Last modified on Kamis, 18 Juli 2013 23:29
rdev

Web administrator di Badan Pengembangan Wilayah Surabaya Madura

Website: www.bpws.go.id
More in this category: « PDA Test Coating »
Login to post comments