Semen non-hidrolik

Semen non-hidrolik dapat mengikat dan mengeras di dalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen non-hidrolik adalah kapur. Kapur dihasilkan oleh proses kimia dan mekanis dari alam. Kapur telah digunakan selama berabad-abad lamanya sebagai bahan adukan dan plesteran untuk bangunan. Hal tersebut dapat dilihat pada piramida-piramida di Mesir yang dibangun 4500 tahun sebelum masehi. Kapur digunakan sebagai bahan pengikat selama zaman Romawi dan Yunani. Pondasi jalan pada zaman Romawi, termasuk jalan Via Appia, merupakan tanah yang distabilkan dengan kapur. Kini kapur digunakan dalam bidang pertanian, industri kimia, industri karet, industri kayu, industri farmasi, industri baja, industri gula dan industri semen.

Jenis kapur yang baik adalah kapur putih, yaitu yang mengandung kalsium oksida yang tinggi ketika masih berbentuk kapur tohor (belum berhubungan dengan air) dan akan mengandung banyak kalsium hidroksida ketika telah berhubungan dengan air. Kapur telah dihasilkan dengan membakar batu kapur atau kalsium karbonat bersama beserta bahan-bahan pengotornya, yaitu magnesium, silikat, besi, alkali, alumina dan belerang. Proses pembakaran dilaksanakan dalam tungku tanur tinggi yang berbentuk vertikal atau tungku putar pada suhu 800-1200o C. Kalsium karbonat terurai menjadi kalsium oksida dan karbon dioksida dengan reaksi kimia sebagai berikut :

CaCO₃ → CaO + CO₂

Kalsium oksida yang terbentuk disebut kapur tohor dan jika berhubungan dengan air akan menjadi kalsium hidroksida serta panas. Dengan reaksi kima adalah :

                                    CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + panas

Proses ini dinamakan dengan proses mematikan kapur (slaking) dan hasilnya, yaitu kalsium hidroksida, sering disebut sebagai kapur mati. Kecepatan berlangsungnya reaksi terutama bergantung pada kemurnian kapur, sehingga semakin tinggi kemurnian kapur yang bersangkutan makin besar daya reaksinya terhadap air. Kapur mati dapat dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu  

1.   Dapat dimatikan dengan cepat

2.   Dapat dimatikan agak lambat

3.   Dapat dimatikan dengan lambat.

Kapur mati dapat didapatkan dengan menambahkan air secukupnya (sekitar sepertiga dari kapur tohor). Dempul kapur diperoleh dengan menambahkan air yang berlebihan pada kapur tohor.pengikatan kapur terjadi akibat kehilangan air akibat penyerapan oleh batu bata atau akibat penguapan. Proses pengerasan berlangsung akibat reaksi karbondioksida dari udara dengan kapur mati. Reaksinya adalah sebagai berikut :

                                    Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Dari reaksi kimia diatas dapat terlihat bahwa akan terbentuk kembali kristal-kristal kalsium karbonat, yang mengikat massa heterogen itu menjadi massa padat. Proses pengerasan ini berjalan lambat dan dapat berlangsung bertahun-tahun sebelum mencapai kekuatan yang penuh. Agar dapat berlangsung, diperlukan aliran udara bebas untuk persediaan karbondioksida yang dapat menembus bagian terdalam dari adukan sehingga proses pengerasan dapat berlangsung menyeluruh. Kapur putih ini cocok untuk menjernihkan plesteran langit-langit, untuk mengapur kamar-kamar yang tidak penting dan garasi, atau untuk membasmi kutu-kutu dalam kandang.

Semen hidrolik

Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras di dalam air. Contoh semen hidrolik antara lain kapur hidrolik, semen pozzolan, semen terak, semen alam, semen portland, semen portland-pozollan, semen portland terak tanur tinggi, semen alumina dan semen expansif. Contoh lainnya adalah semen prtland putih, semen warna dan semen-semen untuk keperluan khusus.

1.      Kapur hidrolik

Sebagian besar (65-75%) bahan kapur hidrolik terbuat dari batu gamping, yaitu kalsium karbonat beserta bahan pengikutnya berupa silika, alumina, magensia dan oksida besi.

Kapur hidrolik dibuat dengan cara membakar batu kapur yang mengandung silika dan lempung sampai menjadi klinker dan mengandung cukup banyak karbondan silikat untuk menghasilkan kapur hidrolik. Klinker yang dihasilkan harus mengandung cukup banyak kapur bebsa sehingga massa klinker itu dapat menghasilkan kapur tohor setelah berhubungan dengan air.

Bila kadar alumina dan silika dalam kapur bertambah, maka panas yang terjadi berkurang dan pada suatu saat reaksi antaraair dan kapur tersebut berhenti. Pada suhu tinggi, alumina dan silika berpadu dengan kalsium oksida, kalsium silikat dan alumina yang tidak mudah bergabung dengan air bila berada dalam bentuk gumpalan-gumpalan. Oleh karena itu, kapur tohor ditambahkan pada saat pemberian air, sehingga gumpalan-gumpalan yang besar terpecah-pecah menjadi serbuk halus akibat pengembangankapur tohor.

Kapur hidrolik memperlihatkan sifat hidroliknya, namun tidak cocok untuk bangunan-bangunan di dalam air, karena membutuhkan udara yang cukup untuk mengeras. Sifat umum dari kapur adalah sebagai berikut :

·         Kekuatannya rendah

·         Berat jenis rata-rata 1000 kg/m³

·         Bersifat hidrolik

·         Tidak menunjukkan pelapukan

·         Dapat terbawa arus

Perawatan kapur hidrolik dimulai setelah satu (1) jam dan diakhiri setelah lima belas (15) jam. Penggunaannya antara lain untuk adukan tembok, lapisan bawah plesteran, plesteran akhir, bahan pencampur semen.

1.      Semen pozollan

Pozollan adalah sejenis bahan yang mengandung silisium atau alumunium, yang tidak mempunyai sifat penyemenan. Butirannya halus dan dapat bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu ruang serta membentuk senyawa-senyawa yang mempunyai sifat semen.

Semen pozollan adalah bahan ikat yang mengandung silika amorf, yang apabila dicampur dengan kapur akan membentuk benda padat yang keras. Bahan yang mengandung pozollan adalah teras, semen merah, abu terbang dan bubukan terak tanur tinggi. Teras alam dapat dibagi menjadi :

·         Batu apung, obsidian, scoria, tuff, santorin dan teras yang dihasilkan dari bahan vulkanik

·         Teras yang mengandung silika smorf halus yang tersebar dalam jumlah banyak dan dapat bereaksi dengan kapur jika dibubuhi air serta membentuk silikat yang mempunyai sifat hidrolik

·         Teras buatan, meliputi abu batu, abu terbang (fly-ash) dari hasil residu PLTU dan hasil tambahan dari pengolahan bijih bauksit. Teras buatan ini dibuat dengan pembakaran batuab vulkanik dan kemudian menggilingnya. Semen teras meliputi semua bahan semen yang dibuat dengan menggunakkan teras dan kapur tohor, yang tidak membutuhkan pembakaran. Teras buatan ini digunakan sebagai bahan tambah dan digunakan pada bangunan yang tidak memerlukan persyaratan konstruksi yang khusus, tetapi menggunakan banyak bahan semen.

2.      Semen terak

Semen terak adalah semen hidrolik yang sebagian besar terdiri dari suatu campuran seragam serta kuat dari terak tanur kapur tinggi dan kapur tohor. Sekitar 60% beratnya berasal dari terak tanur tinggi. Campuran ini biasanya tidak dibakar. Jenis semen terak ada dua, yaitu :

1. Bahan yang dapat digunakan sebagai kombinasi kapur dalam pembuatan adonan tembok.
2. Bahan yang mengandung bahan pembantu berupa udara, yang digunakan seperti halnya jenis pertama.

Terak tanur tinggi adalah suatu bahan non-metalik yang sebagian besar terdiri dari silikat, alumina silikat, kalsium dan senyawa basa lainnya, yang terbentuk dalam keadaan cair bersama-sama dengan besi di dalam tanur tinggi.

Semen terak dibuat melalui proses tertentu yakni penggilingan, yang menyebabkan terak itu bersifat hidrolik, sekaligus berkurang jumlah sulfat yang dapat merusak. Terak tersebut kemudian dikeringkan dan ditambahi kapur tohor dengan perbandingan tertentu. Seluruh bahan kemudian dicampur dan dihaluskan kembali menjadi butiran yang halus.