PRESENTASI SEMINAR SKRIPSI
LATAR BELAKANG
STUDI PENGARUH PENAMBAHAN SLAG DAN FLY ASH SEBAGAI BAHAN ADITIF DI FINISH MILL PABRIK SEMEN KOMPOSIT
Banyak mengandung silika (bermanfaat di pabrik semen)
Diusulkan oleh : Eka Partana Aries Purijatmiko
2305 100 008 2305 100 024
Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA 131 569 371 Ir. Pantjawarni Prihatini 131 283 271
LABORATORIUM TEKNOLOGI PROSES KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010
Slag dan Fly Ash
Pemanfaatan Slag dan Fly Ash di Cement Mill Upaya Diversifikasi Penggunaan Klinker
Produksi Semen Terus Meningkat Emisi CO2 Pabrik Semen Meningkat Produksi Semen Portland Komposit (PCC)
2
1
RUMUSAN MASALAH
• Dari latar belakang diatas maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah untuk meneliti pengaruh dari penambahan fly ash dan slag di finish mill dalam proses pembuatan semen komposit terhadap kuat tekan produk dan emisi pabrik semen komposit.
3
TUJUAN PENELITIAN
• Mengetahui pengaruh penambahan fly ash serta slag terhadap kuat tekan produk semen komposit yang dihasilkan dan emisi pabrik semen
4
2
BATASAN PENELITIAN
Batasan Penelitian
MANFAAT PENELITIAN
Fly Ash dari Jawa Power Slag dari PT.Smelting Gipsum dari Petrokimia Gresik Kualitas semen komposit yang diteliti, dinilai berdasarkan kuat tekannya pada umur 3, 7, dan 28 hari.
5
• Memberikan informasi bahwa fly ash dan slag berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai aditif dalam pembuatan semen portland komposit, sehingga pembuatan semen ini lebih ramah lingkungan
6
3
JENIS-JENIS SEMEN •
•
Semen Portland (Portland Cement) Tipe I (Ordinary Portland Cement) Tipe II (Moderate Heat Portland Cement) Tipe III (High Early Strength Portland Cement) Tipe IV (Low Heat Portland Cement) Tipe V (Super Sulphated Cement) Semen Portland Komposit (Blended Hydraulic Cement)
7
BAHAN BAKU SEMEN
Batu Kapur Pasir Silika Tanah Liat Pasir Besi Pada Penggilingan Akhir Digunakan Gypsum
8
4
BAHAN ADITIF DI CEMENT MILL (SEMEN KOMPOSIT)
PROSES PRODUKSI SEMEN
Ada 4 Macam Proses Pembuatan Semen yaitu: Bahan Aditif di cement mill : Slag Fly Ash
9
1. 2. 3. 4.
Proses Basah Proses Semi Basah Proses Semi Kering Proses Kering
10
5
PROSES PRODUKSI SEMEN KOMPOSIT (PROSES KERING)
Batu Kapur (Bahan Baku) dihancurkan
Tanah Liat (Bahan Baku)
Pasir Silika (Bahan Baku)
Pasir Besi (Bahan Baku)
dihancurkan
dihancurkan
dikeringkan
dikeringkan
dikeringkan
Digiling di RAWMILL
Bulk Truck Carrier
Pemanasan Awal di PREHEATER
Dibakar di KILN
Dsitributor/ Pembeli
Semen
Klinker Pengepakan
GYPSUM
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KUAT TEKAN
Menurut Lea (1980) kuat tekan dipengaruhi oleh hidrasi semen. Sedangkan hidrasi semen dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : Kehalusan semen Perbandingan antara air dan semen (Faktor Air Semen / FAS) Umur Curing (perendaman) Komposisi Semen
Digiling di FINISH MILL
SLAG FLY ASH
11
11
6
EMISI PABRIK SEMEN
ALAT DAN BAHAN
Alat yang digunakan KLINKER
EMISI CO2
oMixer oMolding dengan dimensi 5 x 5 x 5 cm oPemadat pasta beton (tamper) oMesin Uji Kuat Tekan oMini Ball Mill (Mini Cement Mill)
11
12
7
ALAT DAN BAHAN (LANJUTAN)
DIAGRAM PERCOBAAN Start
Bahan yang digunakan
Menyiapkan klinker slag, fly ash dan gipsum
o Terak / klinker semen portland Menggiling keempat bahan tersebut di mini ball mill (mini cement mill)
o Gipsum Memasukkan hasil gilingan tersebut (sebanyak 60 gram) ke dalam botol Le Chatelier untuk mencari densitasnya
o Slag o Fly Ash
Melakukan uji kehalusan semen dengan alat Blaine
o Pasir Ottawa o Air
Apakah kehalusannya 290 m2/kg?
A
13
14
8
DIAGRAM PERCOBAAN (LANJUTAN)
KONDISI OPERASI DAN VARIABEL
A
Membuat mortar melalui pencampuran semen komposit, pasir Ottawa dan air
Melakukan uji flow / slump
Apa slumpnya 20,8 - 21,8 ?
Mencetak mortar ke dalam cetakan
Kondisi Operasi • Suhu : kamar (30 C) • Tekanan : atmosferik • Kehalusan semen : 290 m2/kg • Kadar gypsum : 4 %
Cetakan dilepas setelah 1x24 jam Melakukan proses curing (perendaman dengan air)
• •
Variabel Kadar slag Kadar fly ash
: 0%; 6%; 12%; 18%; 24%; 30%; 36% : 0%; 6%; 12%; 18%; 24%; 30%; 36%
Melakukan uji kuat tekan pada umur 3, 7 dan 28 hari
Stop
15
17
9
KONDISI OPERASI DAN VARIABEL
Kombinasi kadar Fly ash dengan Slag a. untuk kadar 6% aditif terdiri atas : o 30% slag dan 70% fly ash o 50% slag dan 50% fly ash o 70% slag dan 30% fly ash b. untuk kadar 12% aditif terdiri atas : o 30% slag dan 70% fly ash o 50% slag dan 50% fly ash o 70% slag dan 30% fly ash
HASIL DAN PEMBAHASAN
17
10
Pengaruh Aditif Fly Ash Terhadap Kuat Tekan Hari ke-3 SNI hari ke-3
Hari ke-7 SNI hari ke-7
Pengaruh Aditif Slag Terhadap Kuat Tekan Hari ke-3 SNI hari ke-3
Hari ke-28 SNI hari ke-28
500
Hari ke-7 SNI hari ke-7
Hari ke-28 SNI hari ke-28
450
450
400 Kuat tekan (kgf/cm2)
400 350
(kgf/cm2)
tekan
Kuat
300
350
300
250
250 200
200
150
150 100 0
6
12
18
Fly Ash (%)
24
30
36
100 0
6
12
18
24
30
36
Slag (%)
11
Komposisi Bahan Aditif dan Pengaruhnya Silika Berasal dari Slag dan Fly ash BahanAditif flyash slag
SiO2 43.97 33.92
Al2O3 Fe2O3 22.97 12.07 9.47 73.32
CaO 13.88 5.05
MgO 4.51 1.94
K2O 1.25 -
Na2O 0.72 -
SO3 0.85 -
SUM 100.22 123.7
Silika berperan terhadap reaksi hidrasi semen C3S + H2O CSH + Ca(OH)2 (CaOH) 2 + SiO2 + H2O CSH C2S + H2O CSH + (CaOH) 2 (CaOH) 2 + SiO2 + H2O CSH
Komposisi Semen Komposit Fly Ash PenambahanFlyAsh 0% 6% 12% 18% 24% 30% 36%
SiO2 20.58 20.93 22.26 22.87 23.52 24.17 25.47
Al2O3 Fe2O3 8.88 4.57 9.33 4.97 9.78 5.37 10.23 5.77 10.68 6.17 12.14 6.42 13.01 6.73
CaO 61.78 59.7 57.62 55.54 53.46 51.68 48.58
M gO 1.93 1.74 2.02 2.17 2.31 2.45 2.55
K2O -
Na2O -
SO3 2.28 2.3 2.38 2.43 2.48 2.52 2.49
SUM 100.02 98.97 99.43 99.01 98.62 99.38 98.83
12
Komposisi Semen Komposit Slag Slag(%) 0 6 12 18 24 30 36
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO M gO 20,58 8,88 4,57 61,78 1,93 20,64 7,72 8,21 58,19 1,43 20,69 7,43 9,93 55,04 1,32 20,75 7,17 11,74 52,00 1,31 20,96 6,99 13,76 48,90 1,30 21,20 6,79 15,96 45,70 1,30 21,44 6,59 19,16 42,50 1,28
SO3 K2O 2,28 2,23 2,45 2,38 2,31 2,26 2,21 -
Na2O -
SUM 100,02 98,42 96,86 95,35 94,22 93,21 93,18
Pengaruh Kehalusan Semen Terhadap Kuat Tekan
Variabel 6% - 12% Fly Ash 6% - 12% Slag
Prosentase Semen yang Berhasil Lolos Ayakan 325 mesh 87,7 % 81,6 %
13
Pengaruh Umur Curing Terhadap Kuat Tekan
Faktor Air Semen / FAS
OPC 24% Fly Ash
OPC : 18 cm
6% Fly Ash 30% Fly Ash
12% Fly Ash 36% Fly Ash
18% Fly Ash
480 460
Komposit : 20,8 – 21,8 cm (ASTM C 595-05)
440 420
Air (ml)
Variabel
air (ml)
Slump (cm)
0% Slag
359
18
6% Slag
365
21
0% Fly Ash
359
18
6% Fly Ash
359
21.5
12% Fly Ash
344
21.5
12% Slag
359
21
410
21
400 Kuat tekan(Kgf/cm2)
Variabel
Slump (cm)
380 360 340 320 300 280
18% Fly Ash
344
21
18% Slag
24% Fly Ash
319
21
24% Slag
349
21
30% Fly Ash
319
21.5
30% Slag
335
21
36% Fly Ash
310
21
36% Slag
390
21
260 240 220 200 3
7
28
hari
14
Pengaruh Umur Curing Terhadap Kuat Tekan OPC 30% slag
6% slag 36% slag
12% slag
18% slag
Semen Komposit Kombinasi Slag-Fly Ash 6% dari total semen
24% slag
420 400
450
380
400
360
Hari ke-3
Hari ke-7
Hari ke-28
SNI hari ke-3
SNI hari ke-7
SNI hari ke-28
350 300
320 300
Kuat tekan (kgf/cm2)
Kuat tekan(Kgf/cm2)
340
280 260 240
250 200 150
220
100
200
50
180
0 160 3
7 hari
28
30%FA+ 70%S
50%FA+ 50%S
70%FA+ 30%S
Komposisi Fly AshdanSlag
15
Semen Komposit Kombinasi Slag-Fly Ash 12% dari total semen Hari ke-3
Hari ke-7
Hari ke-28
SNI hari ke-3
SNI hari ke-7
SNI hari ke-28
Pengaruh Penambahan Aditif Terhadap Emisi Pabrik Semen 950 900
450 kg CO2/ton klinker
850
Kuat tekan (kgf/cm2)
400 350 300 250
800 750 700 650 600 550 500
200
450 0
150
6
12
18
24
30
36
Penambahan Aditif (%)
100 50 0 30%FA+ 70%S
50%FA+ 50%S
70%FA+ 30%S
Komposisi Fly AshdanSlag
16
KESIMPULAN
KESIMPULAN (Lanjutan)
1. Penambahan Fly ash dan slag pada semen komposit berpengaruh terhadap kuat tekan, namun sampai penambahan sebesar 36% kuat tekannya masih di atas kuat tekan SNI Semen Portland Komposit.
4. Semen komposit dengan aditif fly ash memiliki kehalusan partikel yang lebih tinggi daripada slag. Berdasarkan uji ayakan yang telah dilakukan
2. Pada penambahan fly ash, semakin besar prosentasenya maka kuat tekannya semakin turun o pada umur 3 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 4,2% o pada umur 7 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 1,7% o pada umur 28 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 0,4%
3. Demikian pula pada slag o pada umur 3 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 6,1% o pada umur 7 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 6,9% o pada umur 28 hari kuat tekannya rata-rata turun sekitar 7,6%.
o semen komposit dengan aditif fly ash akan lolos ayakan 325 mesh sebesar 87,7% o semen komposit dengan aditif slag akan lolos ayakan 325 mesh sebesar 81,6%.
5. Pada kombinasi antara slag dan fly ash, kuat tekan optimum dicapai pada prosentase penambahan aditif sebesar 6% dari jumlah semen dengan komposisi 70% fly ash dan 30% slag. 6. Penambahan aditif sebesar 6 – 36% di finish mill dalam proses pembuatan semen komposit, akan menurunkan emisi CO2 pabrik semen sebesar 6 – 36%.
17
18
