BAHAN PEREKAT HIDROLIS

Bahan perekat hidrolis adalah suatu bahan yang apabila dicampur dengan air akan membentuk pasta kemudian mengeras dan setelah mengeras tidak larut kembali dalam air.  Jadi bahan perekat hidrolis akan bersifat sebagai perekat apabila berhubungan dengan air. 
Perekat hidolis yang biasa digunakan terdiri dari :
1.  Gips hemihidrat
2.  Kapur padam
3.  Puzzolan
4.  Semen Portland
 

GIPS

Gips merupakan jenis batuan endapan yang terbentuk secara kimiawi dari kapur dan sulfat yang larut dalam tanah membentuk calsium sulfat (CaSO4). Gips yang dari alam merupakan senyawa stabil berbentuk CaSO4 2 H2O. Air yang terkandung di dalam gips itu bukan air bebas tetapi air yang bersatu dengan molekulnya sehingga sifat dari gips alam adalah stabil. Apabila gips alam dipanasi pada suhu di atas 100°C, maka sebagian air molekulnya terlepas dan membentuk  CaSO4  ½ H2O  yang biasa disebut  gips hemihidrat  yang mempunyai sifat tidak stabil. Pada pelepasan 11/2 H2O nya menggunakan energi panas tinggi yang tersimpan  di dalam gips hemihydrat tersebut. Gips hemihydrat yang bereaksi dengan air maka air molekul di dalam gips kembali ke jumlah semula seperti gips alam. Akibat reaksi ini, panas yang tersimpan dalam gips hemihydrat akan dikeluarkan dan molekul-molekul gips yang terpisah (karena pembakaran) bersatu kembali ke bentuk stabil CaSO4  2 H2O. Ini berarti gips mengeras setelah diberi air dan  dapat  digunakan sebagai adukan.

Batuan gips (gips alam) yang dipanasi pada suhu di atas 200°C maka air hablur yang terdapat di dalam batuan gips akan menguap dan gips akan sulit menarik air kembali. Gips ini mempunyai sifat yang keras dan membatu dan tidak dapat digunakan sebagai bahan perekat pada adukan. Gips ini disebut dengan gips anhidrat (CaSO4).
 

Proses Pembuatan Gips Hemihidrat 

• Batuan gips dari alam dipanasi terlebih dahulu pada suhu ± 60°C  –  65°C supaya mudah digiling menjadi tepung gips. 
• Tepung hasil gilingan kemudian dipanggang pada teromol berputar dengan suhu tidak boleh lebih dai 170°C.
• Pemanggangan dilakukan selama 1 jam pada suhu tetap, kemudian diangkat dan disimpan pada tempat kering.
• Tepung gips hasil pemanggangan digiling halus dan diayak sehingga kehalusannya lolos pada saringan 170 mesh. 
• Tepung gips yang sudah diayak disimpan pada tempat yang tertutup rapat. 
• Gips hemihidrat yang digunakan sebagai adukan akan mengalami pengerasan dalam waktu 5 – 10 menit.

Sifat-Sifat Gips 

• Bila gips alam dipanasi pada suhu di atas 40ºC, maka air hablurnya mulai menguap. 
• Bila gips alam dipanasi sampai suhu 130ºC - 170ºC, tidak semua air hablurnya menguap sehingga gips mempunyai sifat cepat dapat menarik air kembali. Gips ini disebut dengan gips hemihydrat. Gips jenis ini yang digunakan sebagai bahan perekat hidrolis. sebagai bahan perekat hidrolis.
• Bila gips alam dipanasi di atas 200ºC semua air hablurnya menguap sehingga gips berubah monad gips anhidrida yang bersifat tidak dapat menarik air dari luar (membatu) sehingga tidak dapat digunakan sebagai bahan perekat. 

Penggunaan Gips :  

• Dalam bentuk gips alam, digunakan sebagai bahan baku pembuatan semenyang berguna untuk memperlambat proses pengerasan semen.  Semen yang tidak dicampur dengan gips alam pengerasan membutuhkan waktu 10 menit. Dengan ditambahkan gips alam, pengerasan semen menjadi kurang lebih 60 menit. 
• Dalam bentuk gips hemihydrat, di bidang bangunan digunakan sebagai perekat untuk membuat papan gypsum yang dicampur dengan serat, biasanya digunakan untuk plafond.

KAPUR

Kapur telah dikenal dan dipergunakan orang sejak ribuan tahun lalu sebagai bahan adukan pasangan dan plesteran untuk bangunan. Zaman dahulu pembuatan kapur dilakukan dengan cara membakar batu kapur pada tungku-tungku sederhana. Hasil pembakaran ini kemudian dicampur dengan air dan terbentuklah bahan perekat. Pada saat ini, kapur banyak digunakan dalam bidang pertanian, industri kimia pharmasi, industri baja, industri karet, industri kertas, industri gula, industri semen, dll.

a. Jenis-jenis Batu Kapur 

Sifat-sifat batu kapur sangat dipengaruhi oleh pengotoran atau tercampurnya unsur-unsur lain. Oleh karena itu jenis batu kapur dibedakan menurut kemurniaannya, yaitu : 

• Batu kapur kalsium (CaCO3) dengan kemurnian tinggi, bila unsur lain < 5% 
• Batu kapur Magnesia (CaCO3MgCO3) bila mengandung 5  –  20 % magnesia magnesium karbonat. 
• Batu kapur dolomite, bila mengandung magnesium karbonat > 30 % tetapi < 44 %. 
• Batu kapur hidrolis, bila mengandung  > 5 % senyawa lain yang terdiri dari alumina, silica dan besi.
• Margel, batu kapur yang tercampur tanah liat didapat dalam bentuk gumpalan lunak dan mudah terlepas. Batu kapur jenis ini biasanya digunakan sebagai bahan dasar semen.
• Marmer dan batu kapur padat. Batu kapur ini mengandung bermacam-macam senyawa lain yang mengalami metamorphose sehingga mempunyai warna bermacam-macam, bentuk kristal berbeda-beda dan keadaannya padat dan keras. 

Untuk membedakan batu kapur dengan batuan lainnya dapat dilakukan dengan cara meneteskan asam chloride (HCL) pada permukaan batuan tersebut. Asam chlorida akan bereaksi dengan batu kapur, reaksi yang terjadi adalah : CaCO3 + 2 HCL → CaCl2 + H2O + CO2 (gas)

b. Pengolahan Batu Kapur menjadi Kapur 

Untuk menghasilkan 1 ton kapur tohor, secara teoritis diperlukan 1,79 ton batu kapur kalsium atau 1,9 ton batu kapur magnesium. Tetapi dalam prakteknya diperlukan minimal 2 ton batu kapur untuk menghasilkan kapur tohor. Hal ini tergantung dari jenis tungku pembakar, efisiensi tungku, sifat batu kapur dan kecermatan dalam pelaksanaan pembakaran dalam tungku.

Proses pengolahan kapur dapat dijelaskan  sebagai berikut :

Proses pengolahan kapur

c. Pembakaran Batu Kapur 

Pembakaran batu kapur pada suhu 500°C tidak banyak berpengaruh, hanya menguapkan  air yang dikandungnya saja.  Jika dipanaskan terus, pada suhu tertentu batu kapur akan mengurai dan berubah molekulnya.Batu kapur kalsium (CaCO3) mulai mengurai pada suhu 900°C dan batu kapur magnesium (MgCO3) mulai mengurai pada suhu 700  –  770°C. Pada suhu ini penguraian belum sempurna, sehingga diperlukan suhu yang lebih tinggi agra batu kapur terurai sempurna. 

Suhu dimana batu kapur mulai mengurai disebut dengan  “suhu keseimbangan/suhu desosiasi”. Reaksi kimia proses penguraian : 

1) CaCO3 + suhu 900°C  → CaO + CO2 

Batu kapur kalsium + dipanaskan suhu 900°C → kapur tohor kalsium + gas
2) MgCO3 + suhu 700-770°C  → MgO + CO2 

Batu kapur magnesium + dipanaskan suhu 700-770°C → kapur tohor magnesium  + gas
3) CaCO3 MgCO3 + suhu 700-900°C  → CaOMgO + 2CO2
Batu kapur dolomit + dipanaskan suhu 700-900°C → kapur tohor dolomit  + gas 

Bila pemanasan mencapai suhu terlalu tinggi, oksida yang terbentuk akan memadat dan sukar bereaksi dengan air pada saat proses pemadaman. Kondisi ini disebut dengan terbakar lewat. Suhu pembakaran batu kapur yang ideal 1000°C-1350°C. Pada suhu ini, penguraian mula-mula terjadi pada permukaan batu kapur, kemudian perlahan-lahan pada bagian butirnya. Waktu yang diperlukan tergantung dari besarnya ukuran butiran batu kapur yang dibakar. 

Pada pembakaran batu kapur terjadi 2 hal :
1) Pembakaran tidak sempurna dimana bagian dalam butiran batu kapur tidak mengalami penguraian dan batu kapur akan merupakan butiran-butiran kecil yang tidak terbakar. Biasanya suhu pembakaran di bawah suhu desosiasi.
2) Suhu yang terlalu tinggi dan pembakaran yang terlalu lama , menyebabkan batu kapur terbakar lewat/mencapai titik lelehnya. Oksida kapur yang terbentuk volumenya menyusut 25  –  50 % sehingga menjadi keras dan pori-porinya menjepit. Kondisi ini membuat kapur sukar bereaksi dengan air/sukar dipadamkan. Kedua hal ini diusahakan tidak terjadi karena kapur yang dihasilkan berbutir kasar dan mengganggu pada saat pemakaian kapur. Pembakaran kapur di lakukan di tumgku-tungku pembakaran yang dindingnya menggunakan bata tahan api. 

Ada 2 jenis tungku pembakaran, yaitu tungku tegak ( shaft kiln) dan tungku putar. Tungku tegak digunakan untuk membakar batu kapur dengan ukuran butiran kecil, sedangkan tungku tegak digunakan untuk ukuran butiran besar.    Tungku yang biasa digunakan adalah tungku tegak, dengan tinggi 6  –  14 meter, diameter 1,5  – 3,6 meter.  Bahan bakar yang digunakan berupa kayu bakar dan minyak bakar.  Untuk di Indonesia, masih menggunakan tungku tegak tradisional. 

Proses pembakaran di dalam tungku  :
1) Batu kapur dimasukkan dari bagian atas tungku. Ukuran batu kapur 10 – 20 cm.
2) Bahan bakar dipasang di bagian bawah, sedikit di atas dasar tungku.
3) Kapur tohor hasil pembakaran dikeluarkan dari dasar tungku.
4) Batu kapur di dalam tungku mengalami proses : penyiapan batu kapur, pemanasan pendahuluan, pembakaran (kalsinasi), pendinginan kapur tohor.

d. Pemadaman kapur Tohor 

Pemadaman kapur (slakking) bertujuan untuk merubah kapur tohor menjadi kapur hidroksida dengan cara mereaksikannya dengan air. Ada 2 cara pemadaman kapur, yaitu :

1) Pemadaman Kering 

Kapur tohor yang akan dipadamkan dihamparkan di atas lantai terbuka setebal 30  –  50 cm, kemudian disiram air sebanyak ± ½ x berat kapur tohor. Akibat penyiraman air ini kapur tohor berubah menjadi kapur padam Ca(OH)2, volumenya berubah, kapur menjadi panas dan airnya menguap. Setelah reaksinya berhenti, kapur padam ini diaduk-aduk. Bila masih ada bagian kapur yang belum padam,  disiram lagi dengan air. Hasil pemadaman dibiarkan selama 24 jam, kemudian diaduk lagi untuk memisahkan butir-butir batu kapur yang belum pecah dan masih mentah. 

Kemudian kapur padam ditimbun di tempat terbuka. Cara pemadaman ini paling banyak dilakukan orang. Dari pemadaman cara ini didapatkan bubuk kapur padam berwarna putih. Kerugian-kerugian pemadaman dengan cara kering adalah :

a)  Panas dan uap yang timbul dalam proses hidrasi cepat hilang sehingga sering dijumpai masih terdapat butir-butir kapur yang belum padam. Uap panas ini berguna untuk mempercepat pemadaman kapur tohor, terutama untuk kapur yang terbakar lewat.

b)  Air yang dipakai kurang terkontrol sehingga kapur yang dihasilkan seringkali terlalu basah. Pada umumnya hasil pemadaman mempunyai kadar air 20 25 %. Kapur padam yang terlalu basah akan mudah menarik CO2 dari udara sehingga akan terbentuk CaCO3 kembali. Pada penyimpanan yang agak lama, kapur yang terlalu basah akan cepat mengeras dan mengganggu proses pengikatannya. Pemadaman yang baik menghasilkan kapur tohor berbutiran halus dengan kadar air kurang dari 10 %.

c)  Setelah dilakukan pemadaman, seringkali tidak dilakukan pengayakan maupun penggilingan sehingga  kapur yang dihasilkan mengandung butiran-butiran kasar yang mungkin terdiri dari kapur yang belum padam atau kapur mentah. Batu kapur yang belum padamini berakibat buruk pada saat kapur digunakan sebagai perekat adukan karena akan terjadi pemadaman susulan setelah kapur ada di dalam tembok. Hal ini  menyebabkan  tembok retak atau pecah-pecah setempat.

2)  Pemadaman Basah
Pemadaman basah menghasilkan kapur padam berbentuk bubur. Cara  ini biasanya dilakukan bila kapur padamnya akan segera dipakai. Pemadaman dilakukan di dalam bak. Kapur tohor diberi air yang banyak ± 2 - 3 kali dari berat kapur tohornya. Pada proses ini terjadi proses hidrasi dari kapur tohor menjadi kapur padam Ca(OH)2 dan panas, sehingga air di dalam bak terlihat mendidih. Kapur padam yang dihasilkan dibiarkan di dalam bak selama 1 hari dan hasilnya berupa kapur padam kental.  Pemadaman dengan cara ini menghasilkan kapur padam yang lebih baik, berbutiran halus dan kapur yang terbakar lewat dapat terpadamkan dengan sempurna.  Kerugiannya adalah dihasilkan kapur padam yang basah sehingga tidak
dapat disimpan terlalu lama. 

e. Proses Pengerasan Kapur 

Kapur dapat mengeras dan mempunyai kekuatan disebabkan oleh dua macam proses kimia yang terjadi di lingkungan basah (bila ada air), yaitu :  

1) Kapur padam bereaksi dengan CO2 dari udara dan membentuk karbonat, (kalsium karbonat atau batu kapur).
2) Kapur padam bereaksi dengan senyawa lain terutama silica dan membentuk kalsium silikat  yang mengeras seperti batu serta tidak larut dalam air.

Mutu dan sifat-sifat kapur  

• Mutu kapur yang dihasilkan suatu industri sangat dipengaruhi oleh : mutu dankemurnian batu kapur sebagai bahan baku, kesempurnaan pembakaran dan pemadaman kapur tohor. 
• Sifat-sifat penting yang menentukan mutu kapur adalah :

1)  Prosentase bagian yang aktif dalam kapur, yaitu kadar CaO, SiO, Al2O3 dan MgO.

2)  Kehalusan butiran. Kapur tidak boleh mengandung butiran kasar, yang biasanya terdiri dari bagian kapur yang belum terbakar sempurna, terbakar lewat atau belum terpadamkan.
3)  Kekekalan bentuk adukan yang terbuat dari kapur tersebut.
4)  Kekuatan adukan yaitu berupa kuat tekan adukan yang terbuat dari campuran kapur, pasir dan air. Mengenai mutu dan sifat kapur untuk banguunan dan pengujiannya tercantum dalam SII 00244-80.

POZOLLAN/TRASS

Teras atau pozollan adalah suatu jenis bahan galian yang berasal dari pelapukan mineral deposit vulkanik. Teras disebut juga dengan puzolan karena pertama kali ditemukan oleh bangsa Roma kuno. 

Pada saat itu bangsa Roma kuno membuat bangunan menggunakan bahan galian dari permukaan bumi yang merupakan campuran halus dari debu vulkanik yang terdapat di dekat kota Puzzuoli. Oleh karena itu bangsa Roma menamakan bahan galian tersebut dengan pozzolan. Teras atau puzolan mengandung unsur silika, besi dan aluminium yang tidak mempunyai sifat penyemenan, tetapi dalam bentuk serbuk halus dan bila dicampur dengan air dapat bereaksi dengan kalsiumhidroksida pada suhu ruangan dan membentuk senyawa yang mempunyai sifat semen, yaitu mengalami proses pengerasan dan setelah keras tidak larut dalam air. 

Suatu bahan galian diklasifikasikan sebagai teras/puzolan alam  apabila mempunyai komposisi kimia seperti yang disyaratkan oleh ASTM C 618-78, yaitu :

Komposisi Kimia Pozollan

Bahan galian teras di alam mempunyai variasi warna seperti putih, kemerahan, kecoklatan dan kehitaman, tergantung unsur kimianya yang dominan. Syarat mutu pozollan menurut Yayasan Dana Normalisasi Indonesia-Ni-20 adalah sebagai berikut :

Teras dalam keadaan sendiri tidak memiliki sifat-sifat khas semen, tetapi bila direaksikan dengan kapur dan air dalam perbandingan tertentu akan menghasilkan  suatu massa yang memiliki sifat-sifat seperti semen dan tidak larut dalam air. Sifat-sifat seperti semen ini disebabkan oleh senyawa silika aktif dan senyawa aluminat reaktif. Teras/puzolan dibedakan menjadi 2 jenis yaitu teras alam dan teras buatan. 

• Teras alam, terdiri dari :

a) Batu apung, obsidian, scoria, tuf, santorin dan teras yang dihasilkan dari batuan vulkanik.
b) Teras yang mengandung silica halus, amorph yang tersebar dalam jumlah banyak dan dapat bereaksi dengan kapur jika dicampur dengan air, kemudian membentuk silikat yang mempunyai sifat-sifat hydrolik.

• Teras buatan, meliputi abu arang batu, terak ketel uap dan hasil tambahan dari pengolahan bijih bauxite.

Cara pembuatan teras sebagai bahan perekat, yaitu dengan cara menggiling langsung batuan vulkanik atau dengan membakar kemudian menggiling lempung, batu tulis dan tanah diatomee.  Semen teras meliputi semua bahan semen yang terbuat dari campuran teras dan kapur yang tidak membutuhkan pembakaran. Semen teras jarang sekali digunakan untuk pembuatan beton karena kuat tekannya rendah, tetapi biasa digunakan untuk membuat adukan pasangan tembok, plesteran dan sebagai bahan campuran pembuatan batako. Selain itu semen teras juga dapat digunakan untuk beton apabila dibutuhkan banyak semen tetapi bangunan tersebut tidak perlu terlalu kuat. Dalam jumlah terbatas semen teras juga digunakan untuk pembuatan beton dalam jumlah banyak yang membutuhkan panas hydrasi rendah. 

Fungsi trass yang ditambahkan pada beton adalah :
o  Dapat meningkatkan workability beton
o  Memperlambat pengerasan beton
o  Membuat beton lebih kedap
o  Meningkatkan ketahanan beton terhadap pengaruh sulfat dengan cara menghalangi terbentuknya CaSO4.
o  Meningkatkan ketahanan beton terhadap pengaruh alkali reaktif pada agregat.

Apabila agregat yang mengandung alkali reaktif bertemu dengan alkali pada semen menyebabkan beton mengembang dan pecah. Fungsi pozollan pada beton adalah menetralisir pengaruh alkali reaktif tersebut.

SEMEN PORTLAND

Penjelasan Tentang Semen Portland Di Jelaskan Pada Posingan Semen Portland Sebagai Bahan Perekat Hidrolis