Mengenal Semen: 10 Jenis, Manfaat, dan Cara Pembuatannya

Semen adalah bahan perekat yang memiliki peran penting dalam dunia konstruksi. Zat perekat ini memiliki banyak fungsi dalam dunia pembangunan konstruksi.

Awal mula sejarahnya yaitu memadukan abu vulkanik dengan batu kapur yang kaya akan kalsium karbonat. Sejak itu, terjadi penyempurnaan kandungan yang terdapat pada material tersebut. 

Penyempurnaan bahan pembuat cement terjadi dari tahun ke tahun. Pada tahun 1824, kualitasnya meningkat dengan penambahan tanah lempung yang mengandung silika, aluminium oksida, serta oksidasi besi.

Tentu saja dengan tambahan bahan pembuatnya, maka bisa berfungsi sebagai perekat material seperti batu-bata dan campuran bahan material asbes. 

Nah, bagaimana proses pembuatannya? Apa jenis-jenisnya? serta kegunaannya untuk kebutuhan konstruksi? 

Pengertian Semen

Secara harfiah, semen berasal dari bahasa latin yaitu caementum yang artinya “memotong bagian-bagian kecil tak beraturan”.

Melansir bina marga, semen adalah serbuk yang jika dicampur dengan air akan memiliki sifat perekat yang mampu mengikat bahan-bahan mineral menjadi sebuah kesatuan  yang padat

Secara fisik, bentuk semen adalah bubuk berwarna abu-abu gelap. Kualitas dan warna dipengaruhi oleh banyaknya bahan mineral dan proses pencampurannya.

Sekarang ini, bahan pembuat cement adalah menjadi lebih kompleks seperti alkali, magnesium oksida, alumina, kalsium karbonat, sulfur trioxide, besi oxide dan beberapa silika. 

Sejarah Semen

Sejarah semen bisa ditelusuri kembali hingga ribuan tahun yang lalu. Bangsa Romawi Kuno menggunakan campuran cement vulkanik dan batu bata untuk membangun bangunan tahan gempa seperti Koloseum. Namun, teknologi cement modern baru berkembang pada abad ke-19 dengan penemuan Portland Cement oleh Joseph Aspdin pada tahun 1824 di Inggris. Cement Portland adalah jenis yang paling umum digunakan saat ini.

Fungsi Semen

Semen adalah bahan bangunan yang sangat penting dalam konstruksi. Fungsi utama cement adalah sebagai berikut:

1. Perekat

Cement digunakan untuk mengikat bersama bahan-bahan konstruksi seperti batu bata, batu, kayu, dan logam. Ini membantu membangun struktur yang kuat dan tahan lama.

2. Penguatan

Cement meningkatkan daya tahan bahan konstruksi dan mencegah retakan serta pergerakan yang tidak diinginkan.

3. Kekuatan

Dengan mengeras, cement memberikan struktur konstruksi kekuatan yang diperlukan untuk menahan beban vertikal dan lateral.

4. Perlindungan

Cement dapat memberikan perlindungan terhadap elemen-elemen seperti air, angin, dan suhu ekstrem, yang dapat merusak struktur.

5. Keindahan

Cement digunakan dalam berbagai aplikasi desain interior dan eksterior untuk menciptakan permukaan yang halus dan tahan lama.

Bahan Pembuatan Semen

Semen terbuat dari beberapa bahan alam utama. Berikut adalah beberapa bahan pembuat semen.

1. Batu Kapur (Kalsium Karbonat)

Batu kapur merupakan sumber utama kalsium dalam semen. Kalsium adalah komponen utama yang memberikan sifat adhesif pada semen.

Ketika dipanaskan, batu kapur terurai menjadi kalsium oksida dan karbon dioksida. Kalsium oksida kemudian bereaksi dengan bahan lain untuk membentuk klinker semen.

2. Tanah Liat (Clay)

Tanah liat mengandung alumina (Al2O3) dan silika (SiO2). Alumina dan silika membantu dalam pembentukan silikat dan aluminat kalsium selama proses pemanasan.

3. Pasir Silika (SiO2)

Pasir silika adalah sumber utama silika dalam semen. Silika bereaksi dengan kalsium oksida untuk membentuk kalsium silikat, yang memberikan kekuatan mekanik.

4. Bijih Besi (Fe2O3)

Bijih besi menyediakan besi oksida dalam material bangunan ini. Besi oksida berperan dalam pengikatan dan memberikan warna pada semen.

5. Gypsum (CaSO4·2H2O)

Gypsum adalah bahan tambahan yang ditambahkan pada akhir proses penggilingan. Gypsum mengatur waktu pengerasan semen, mencegah pengerasan yang terlalu cepat (flash setting) sehingga memberikan cukup waktu untuk pengecoran dan perataan.

Perkembangan Industri Semen di Indonesia

Indonesia memiliki industri cement yang berkembang pesat. Beberapa pabrik cement besar di Indonesia termasuk Semen Indonesia, Tonasa, Semen Gresik, dan banyak lainnya.

Pertumbuhan industri ini terutama didorong oleh pertumbuhan konstruksi di negara ini, baik infrastruktur maupun properti komersial dan perumahan.

Seiring dengan perkembangan industri konstruksi, industri semen di Indonesia juga mengalami peningkatan dalam hal kapasitas produksi, teknologi, dan kualitas produk. Ini telah mendukung perkembangan ekonomi negara dan membantu memenuhi kebutuhan konstruksi yang terus meningkat.

Ciri-Ciri Semen

Semen memiliki beberapa ciri-ciri yang dapat membedakannya dengan material bangunan yang lainnya. Ciri-ciri semen antara lain sebagai berikut.

1. Warna

Semen umumnya berwarna abu-abu, namun ada juga yang berwarna putih tergantung pada bahan bakunya.

2. Tekstur

Tekstur semen dalam bentuk bubuk halus sebelum dicampur dengan air. Setelah dicampur dengan air, semen akan menjadi pasta yang mudah dibentuk.

3. Proses Pengerasan

Semen akan mengeras setelah dicampur dengan air melalui proses hidrasi. Proses pengerasan ini biasanya memakan waktu beberapa jam hingga beberapa hari, tergantung pada jenis semen dan kondisi lingkungan.

4. Kekuatan

Semen memiliki kekuatan yang tinggi setelah mengeras, membuatnya cocok untuk konstruksi bangunan yang membutuhkan daya tahan dan kekuatan.

Kekuatan ini bervariasi tergantung pada jenis semen dan campurannya.

Standarisasi Semen

Produk yang dijual di pasaran harus lolos SNI supaya dipercaya oleh masyarakat. Keuntungan yang didapat oleh pemilik usaha ketika produknya lolos SNI yaitu mendapatkan kepercayaan dari masyarakat.

Hal ini bisa terjadi karena dalam peraturan SNI terdapat batas minimal mineral dalam suatu produk. Oleh sebab itu, barang atau hasil produksi yang sudah melewati tahapan SNI akan terjaga kualitasnya. 

Berikut adalah standar yang diterbitkan oleh Badan Standarisasi Nasional (BSN) terkait dengan material bangunan ini:

Jenis-Jenis Semen

Berdasarkan komponen penyusunnya dibagi menjadi tiga antara lain:

1. OPC/Cement Portland Ordinary

OPC adalah akronim dari Ordinary Portland Cement adalah suatu jenis perekat bahan material yang banyak digunakan. Ada beberapa klasifikasi yang perlu Anda ketahui sebelum membelinya.

a. Cement Portland Tipe 1

mengandung kalsium silikat bersifat hidrolis digiling bersama dengan bahan kalsium sulfat. Tipe ini cocok untuk pembangunan jalan raya dan jembatan karena memiliki kekuatan tinggi. 

b. Cement Portland Tipe 2

Selanjutnya OPC tipe 2, jenis ini pada penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat atau kalor hidrasi sedang. Disebut juga sebagai jenis baturaja serta memenuhi kriteria SNI 2049:2015.

Hal menariknya dari tipe ini adalah cocok untuk keperluan bangunan konstruksi di mana memerlukan ketahanan terhadap kandungan asam sulfat sedang 0,10-0,20% dan panas hidrasi bersifat sedang.

c. Cement Portland Tipe 3

Jenis ini cocok digunakan untuk bangunan bertingkat tinggi seperti apartemen atau rumah susun, jalan raya, serta bangunan dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap asam sulfat. 

d. Cement Portland Tipe 4

Kemudian ada OPC tipe 4 sebagai bahan perekat material dibuat untuk keperluan konstruksi khusus seperti lapangan udara. Penggunaannya diminimalkan supaya tidak terjadi keretakan. 

e. Cement Portland Tipe 5

Terakhir adalah OPC tipe 5 yang cocok untuk bangunan di wilayah dengan kadar asam sulfat yang tinggi sekitar lebih dari 0,20%. Contoh penggunaannya adalah sebagai bahan pembuatan bendungan, pelabuhan, rawa, serta bangunan di kawasan tambang.  

2. PCC/Cement Komposit Portland

Kegunaan PPC atau Portland Composite adalah bahan pengikat untuk batu bata, beton pracetak, paving. Kelebihannya antara lain kedap air, tahan sulfat, dan tidak mudah retak karena mengandung campuran material gypsum, dan bahan-bahan anorganik.

3. PPC/Cement Pozzolan Portland 

Portland Pozolan Cement adalah sejenis portland campuran yang mengandung komposit pozolan. Memiliki ketahanan terhadap asam sulfat, dan hidrasi panas sedang.

Jenis konstruksi yang cocok adalah perumahan, jalan raya, irigasi, perumahan, dsb. Jenis ini adalah pengikat hidrolis seperti PCC namun kandungannya terdapat pozolan, terak, dan gypsum. 

4. Semen Putih

Jenis putih sering digunakan terutama untuk dekorasi atau finishing suatu ruangan. Pada umumnya cement jenis ini akan banyak digunakan untuk menutupi sambungan keramik, permukaan teras, dan lain-lain.

5. Semen Sumur Minyak

Semen sumur minyak umumnya digunakan dalam proyek pengeboran sumur minyak dan gas. Saat mengebor sumur minyak sedalam ratusan meter, masyarakat memasang pipa besi ke dalam sumur.

Kemudian cement dipompa melalui pipa besi. Ketika cement dipompa ke permukaan, bagian luar pipa dan dinding sumur saling terikat. Sambungan ini akan mencegah minyak dan air tanah bercampur di dalam sumur.

6. Cement Super Mansory

Jenis cement yang umum digunakan dalam konstruksi selanjutnya adalah cement super mansory. Cement jenis ini sering digunakan untuk membuat berbagai jenis komponen konstruksi pada suatu bangunan. Ada pula yang berfungsi untuk pembuatan batu paving, batako, dan ubin.

7. Semen Campuran

Jenis cement selanjutnya yang perlu Anda ketahui adalah cement campuran. Faktanya, cement jenis ini tidak dijual bebas di pasaran.

Pada umumnya cement jenis ini sering digunakan untuk membangun proyek di lingkungan air laut, biasanya pembangunan Jembatan Suramadu menggunakan material perekat jenis campuran ini.

8. Semen Antibakteri

Semen antibakteri ini dibuat dengan mencampurkan cement Portland dengan bahan antibakteri. Beberapa proyek konstruksi menggunakan cement jenis ini untuk menahan pertumbuhan bakteri.

Beberapa contoh konstruksi yang menggunakan cement jenis ini adalah kolam ikan, kolam renang, pabrik makanan, dll.

9. Cement High Alumina

Cement jenis ini dirancang untuk menahan serangan asam. Namun semen jenis ini umumnya tidak tahan terhadap serangan basa. Cement jenis ini sering digunakan untuk membuat beton yang tahan terhadap api, panas dan korosi.

10. Waterproofed Cement (WPC)

Semen jenis ini merupakan campuran cement Portland dan bahan anti air seperti kalsium, aluminium dan/atau logam stearat lainnya. Jenis ini digunakan untuk struktur beton yang mampu menahan tekanan hidrostatis, misalnya tangki yang berisi cairan kimia.

Proses Pembuatan Semen

Merangkum kajian pustaka, fabrikasi atau pembuatan semen adalah sebuah prosedur lima tahapan, antara lain:

1. Penyediaan Bahan Baku Pembuat Semen

Pada umumnya cement menggunakan bahan utama seperti batu kapur, abu vulkanik bahkan tanah liat. Bahan utamanya mengandung beberapa bahan kimia yang berfungsi sebagai bahan aktif yang bereaksi dengan cara pengawetan.

Bahan kimia penyusun cement jenis ini antara lain kapur (CaO) dan sulfur trioksida (SO3). Senyawa lainnya antara lain silika (SiO2), alkali (K2O), alumina (AL2O3), besi oksida (Fe2O3), dan magnesium oksida (MgO).

2. Penggilingan dan Pengeringan Bahan Baku

Setelah semuanya tercampur, maka tahapan selanjutnya adalah penggilingan. Pada proses ini bahan-bahan mentah tersebut akan mengalami proses perubahan ukuran menjadi lebih halus dengan permukaan luas. Tujuan dari penggilingan adalah supaya didapatkan campuran bahan yang homogen dan mempermudah terjadinya proses kimia saat klinkerisasi. 

Klinkerisasi adalah proses pembentukan senyawa-senyawa penyusun cement portland baik dalam fase cair atau padat.Setelah mengalami proses penggilingan, maka bahan setengah jadi akan masuk ke dalam proses pengeringan. Media atau alat yang digunakan adalah generator panas kiln exhaust gas.  

3. Pembuatan Klinker

Pada proses ini, peristiwa yang terjadi pertama adalah pemanasan awal, umpan baku berupa proses pembakaran terjadi meliputi pemanasan awal umpan baku berupa tepung baku/raw meal di mana telah dihomogenisasi dalam blending silo. 

Selanjutnya akan melewati beberapa proses preheater (pengeringan, dehidrasi dan dekomposisi), pembakaran di kiln (klinkerisasi) dan pendinginan di Grate cooler (quenching).

4. Pembakaran (klinkerisasi)

Proses pembentukan senyawa-senyawa penyusun portland, baik dalam fasa padat maupun dalam fasa cair. Proses ini membutuhkan energi yang tinggi  berkisar 800 kkal/kg klinker dan proses ini sebagian besar terjadi di dalam kiln. 

5. Penggilingan Klinker

Penggilingan dilakukan pada roller press sehingga memiliki ukuran tertentu, selanjutnya digiling dengan menggunakan alat penggiling berupa tube mill berisi bola-bola besi sebagai media penghancurnya. 

Setelah itu material tersebut dihisap serta dipisahkan berdasarkan jenisnya. Debu tercampur bersama cement akan terpisah dan produk yang dihasilkan akan di simpan di dalam cement silo kedap udara. 

6. Pengantongan

Blending silo mengeluarkan cement yang terbentuk dari hasil pemrosesan  dan masuk ke dalam steel silo. Selanjutnya, rotary packer disiapkan untuk menakarnya pada setiap kantong. Biasanya satu sak berisi 50 kg di pasaran.

Cara Mengaduk Adonan Semen Manual

Mempelajari cara mengaduk cement adalah hal yang wajib karena siapa tahu suatu saat Anda harus memperbaiki bagian rumah yang rusak. Berikut adalah cara mengaduk adonan cement secara manual:

1. Gunakan Perlengkapan Keselamatan

Jangan menganggap enteng pencampuran cement, selalu utamakan keselamatan dengan menggunakan peralatan yang lengkap. Cement kering dapat merusak mata, organ pernapasan, dan bahkan lapisan luar kulit Anda.

Selama proses pencampuran, cement dapat berasap dan terhirup melalui saluran pernapasan sehingga menyebabkan kerusakan paru-paru. Oleh karena itu, selalu gunakan kacamata, masker khusus, sarung tangan, dan sepatu tertutup saat mengaduk semen.

2. Perhatikan Takaran dan Cara Mengaduk yang Benar

Mencampur cement seperti membuat adonan kue. Membutuhkan metode pengukuran dan pencampuran yang tepat. Semen, pasir, air dan kapur merupakan bahan penting untuk mendapatkan campuran yang tepat sesuai kondisi cuaca.

3. Gunakan Pasir dan Semen

Gunakan pasir berkualitas baik yang telah disaring terlebih dahulu untuk menghilangkan kerikil. Cement sendiri tersedia dalam berbagai jenis, bahkan ada pula yang dicampur dengan pasir. Hanya saja tipe ini harganya lebih mahal.

4. Pasir dan Semen 3:1

Cara sederhananya adalah: Jika menggunakan satu karung cement, berarti membutuhkan tiga karung pasir lagi.

Untuk menentukan jumlah pasir dengan lebih mudah, Anda tidak perlu mengukurnya dengan sekantong cement. Banyaknya pasir biasanya dihitung dengan ukuran sekop penuh.

5. Gunakan Takaran Air yang Tepat

Setelah mencampurkan pasir dan semen menjadi takaran 3:1, saatnya Anda menambahkan air. Sebelum menambahkan air, buatlah lekukan seperti kawah pada tumpukan campuran cement dan pasir.

Perlu mencampurkan 4,7 liter air bersih untuk setiap kantong cement. Tuang ke dalam air dan aduk cement secara bertahap hingga adonan tercampur rata.

6. Perhatikan Konsistensi Adonan Semen

Setelah adonan cement Anda siap, bukan berarti Anda bisa membiarkannya begitu saja. Anda harus menambahkan sedikit air secara rutin untuk menjaga kelembapan dan kepadatannya.

Adonan cement hanya akan bertahan 2 jam meskipun ditambahkan air. Memaksa penggunaan mortar semen yang sudah mulai kering akan melemahkan dinding.

Manfaat Semen

Semen memiliki berbagai manfaat dalam dunia konstruksi dan bangunan. Berikut adalah beberapa manfaat utama semen.

1. Perekat yang Kuat

Semen bertindak sebagai perekat yang mengikat bahan bangunan seperti pasir, kerikil, dan batu bata, membentuk beton atau mortar yang solid dan kuat.

Memastikan struktur bangunan memiliki daya tahan dan kekuatan yang diperlukan untuk menahan beban dan tekanan.

2. Meningkatkan Kekuatan Bangunan

Semen yang dicampur dengan agregat dan air membentuk beton yang memiliki kekuatan tekan tinggi. Beton yang dihasilkan dapat menahan beban berat, membuatnya ideal untuk struktur bangunan seperti pondasi, dinding, dan lantai.

3. Fleksibilitas Penggunaan

Semen digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pembuatan beton, mortar, plesteran, dan bahan penambal.

Menyediakan solusi untuk berbagai kebutuhan konstruksi, baik untuk struktur besar maupun detail kecil.

4. Ketahanan Terhadap Kondisi Lingkungan

Membantu meningkatkan umur panjang struktur bangunan dengan melindungi bahan bangunan dari kerusakan akibat lingkungan. Semen yang telah mengeras tahan terhadap air, kelembapan, dan cuaca ekstrem.

5. Material untuk Pembangunan Rumah

Jelas, semen adalah material perekat berguna untuk memperkuat batu bata atau batako guna membangun dinding rumah. Mayoritas bahan perekat yang dipakai adalah OPC tipe 1, cocok untuk pembangunan rumah atau tempat tinggal.

OPC tipe 1 adalah perekat bahan material yang banyak beredar di pasaran. Jenis tipe ini tidak memerlukan persyaratan khusus seperti hidrasi panas dan tekan awal. 

6. Sebagai Saluran Irigasi

Saluran irigasi adalah saluran perairan untuk persawahan. Pembuatan saluran ini cocok menggunakan bahan perekat material tipe 2 karena saluran irigasi tentunya harus memiliki ketahanan terhadap asam sulfat dan hidrasi sedang. 

7. Pembangunan Jalan Raya

Pembangunan jalan raya identik dengan bahan kuat dan cepat pada proses pengerjaannya,maka jenis yang cocok adalah OPC tipe 3. Sifat semen adalah memiliki daya tekan awal tinggi, setelah proses pengikatan terjadi lalu segera diselesaikan secepatnya.

Kekuatan dan ketahanan bahan perekat material ini setara dengan OPC tipe 1 yang pengerjaannya dicampur dengan beton. 

8. Penguatan Jembatan

Apa yang ada di benak Anda ketika mendengar kata “jembatan”? Tentunya harus memenuhi kriteria berupa kekuatan, ketahanan terhadap lingkungan sekitar. Jenis yang tepat untuk pembuatan jembatan yaitu OPC tipe 5 karena tipe ini tahan terhadap asam sulfat. 

Kawasan jembatan tersebut adalah sungai. Tentu saja tanahnya sedikit banyak tercemar oleh senyawa-senyawa kimia yang berasal dari pembuangan limbah, maka memerlukan jenis bahan perekat yang memadai supaya membuat konstruksi bangunan tahan lama.

Kisaran Harga Semen

Harga semen di Indonesia dapat bervariasi tergantung pada berbagai faktor, termasuk merek, jenis, dan lokasi geografis. Berikut adalah perkiraan kisaran harga cement dalam kantong 40 kg untuk beberapa merek populer di Indonesia per tahun 2021:

1. Tiga Roda: Kisaran harga berkisar antara Rp 40.000 hingga Rp 45.000 per kantong.
2. Holcim: Kisaran harga berkisar antara Rp 45.000 hingga Rp 50.000 per kantong.
3. Semen Gresik: Kisaran harga berkisar antara Rp 42.000 hingga Rp 47.000 per kantong.
4. Mortar: Kisaran harga berkisar antara Rp 50.000 hingga Rp 55.000 per kantong.
5. Lafarge: Kisaran harga berkisar antara Rp 48.000 hingga Rp 53.000 per kantong.

Kesimpulan

1. Semen adalah serbuk jika dicampur dengan air akan memiliki sifat perekat di mana mampu mengikat bahan-bahan mineral menjadi sebuah kesatuan  yang padat.
2. Jenis-jenisnya terbagi menjadi tiga, yaitu OPC (Original Portland Cement), PCC ( Portland Composite Cement), dan PPC (Portland Pozzolan Cement) sesuai dengan jenis bangunan atau infrastruktur yang akan di bangun.
3. Manfaat semen adalah untuk membangun rumah, saluran irigasi, jalan raya dan jembatan.
4. Ada beberapa tahapan pembuatannya , untuk mendapatkan hasil baik maka setiap proses dilakukan dengan seksama.

Demikian artikel mengenai semen yang dapat dijadikan pertimbangan sebelum membuat suatu bangunan. Simak terus artikel menarik dan terbaru lainnya.

Selain menghadirkan artikel, Adimas hadir dengan berbagai produk asbes dengan kualitas tinggi yang telah memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI).

Dengan menggunakan produk Adimas, menjadikan bangunan Anda kokoh dan tahan lama.