BAB VII lab
Click here to load reader
-
Upload
heru-raditya-karuniawati -
Category
Documents
-
view
163 -
download
0
Transcript of BAB VII lab
BAB VII
LABORATORIUM
Langkah untuk mempertahankan mutu standar semen yang telah
ditentukan oleh standar pabrik dan SNI, perlu dilakukan pengendalian proses
pembuatan semen dari bahan mentah sampai bahan jadi. Standar mutu semen
yang dipakai di PT. Semen Gresik (Persero) Pabrik Tuban adalah Standar
Nasional Indonesia (SNI) dan American Society of Testing Material (ASTM).
Laboratorium di PT. Semen Gresik ( Persero ) Pabrik Tuban bertugas
untuk mengendalikan mutu selama proses pembuatan semen berlangsung serta
mempertahankan mutu produksi dalam batas-batas yang telah ditetapkan. Pada
dasarnya pelaksaan dari pengendalian mutu terdiri dari beberapa tahap yaitu :
1. Penetapan Standar
Penetapan standar ini berkaitan pada biaya, cara maupun bentuk yang
dikehendaki dari produk yang akan dihasilkan.
2. Evaluasi
Evaluasi adalah membandingkan mutu hasil atau produk yang diperoleh
dengan syarat yang telah ditetapkan sebelumnya.
3. Koreksi
Koreksi sangat diperlukan terutama bila terdapat penyimpangan mutu
produksi selama proses produksi.
4. Perencanaan Peningkatan
Perencanaan peningkatan dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dan mutu
produksi yang dihasilkan.
175
Laboratorium utama di PT . Semen Gresik ( Persero ) Tbk. Pabrik Tuban
ada tiga, yaitu :
1. Laboratorium Jaminan Mutu
Laboratorium jaminan mutu ini bertugas mengadakan pengawasan
dan pengendalian mutu dari bahan mentah yang tidak berasal dari
penambangan sendiri seperti pasir silika, copper slag yang dibeli, serta
melakukan analisa terhadap produk semen yang akan dipasarkan sebelum
dilakukan pengantongan. Pengendalian mutu dilakukan dengan cara
pengujian kimia dan fisika pada sampel yang akan diambil secara periodik
selama 24 jam pada setiap langkah. Dalam melakukan tugasnya,
laboratorium ini menggunakan analisa baik fisika maupun kimia.
2. Laboratorium Pengendalian Proses
Laboratorium ini bertugas melakukan pengawasan dan pengendalian
pada awal proses, selama proses berlangsung, dan pada akhir proses. Jadi,
pada laboratorium pengendalian proses diadakan analisa terhadap bahan
mentah yang berasal dari penambangan sendiri seperti batu kapur dan tanah
liat, hasil penggilingan raw mill, umpan kiln, klinker hasil pembakaran, produk
cooler, maupun pada produk finish mill sebelum semen dilakukan
pengantongan dan pengemasan.
Dalam laboratorium ini terdapat seksi Pengendalian Operasi yang
bertugas mengendalikan kualitas bahan selama proses produksi berlangsung
yaitu mengatur komponen bahan baku,sehingga diperoleh produk dengan
kualitas yang diinginkan. Seksi pengendalian proses mempunyai suatu
laboratorium yang difungsikan untuk menguji dan menganalisa komposisi
bahan setiap keluar dari satu unit ke unit lain.
176
Parameter yang dianalisa mencakup komposisi pile (campuran
limestone dan clay), komposisi bahan masuk dan keluar dari raw mill,
komposisi umpan masuk kiln, komposisi terak, komposisi pencampuran terak
dan gypsum pada finish mill, serta komposisi produk semen. Kandungan
yang dianalisa dalam laboratorium ini meliputi kandungan CaO, MgO, SiO2,
Al2O3, Fe2O3, H2O, dan kandungan senyawa lainnya yang menentukan mutu
semen yang dihasilkan. Kandungan keseluruhan dari parameter tersebut,
dianalisa dengan menggunakan metode QCX atau Quality Control X-ray.
3. Laboratorium Pusat Penelitian
Dalam melaksanakan tugasnya, laboratorium pusat penelitian semen
dibagi menjadi tiga unit, yaitu :
Unit Riset Produksi
Unit Riset Produksi bertugas menyelenggarakan penelitian dan
pemecahan permasalahan yang berhubungan dengan manufacturing
teknologi, efisiensi dan biaya produksi.
Unit Riset Beton
Unit Riset Beton bertugas meneliti dari bahan-bahan pembuatan beton
dan mengadakan riset pengembangan jenis-jenis semen Portland tipe I
dari percobaan di laboratorium sampel pada pabrik.
Unit Riset Aplikasi
Unit Riset Aplikasi bertugas meneliti bahan bangunan lapangan.
177
Laboratorium lain yang ada di PT. Semen Gresik ( Persero ) Tbk. :
1. Laboratorium Fisika
Laboratorium fisika bertugas memeriksa sifat-sifat fisis, yaitu :
Bahan mentah
Pada laboratorium fisika bahan mentah yang diuji hanya trass yaitu
dengan menguji kuat tekannya ( Pozzolan Activity ).
Frekuensi : satu kali sehari.
Semen
Setting time
Setting time yaitu waktu yang dibutuhkan semen untuk mengeras,
sejak dari pemgadukan dan penambahan air.
Frekuensi : satu kali sehari.
Kuat tekan semen
Kuat tekan semen yaitu kemampuan semen untuk menerima tekanan.
Frekuensi : satu kali sehari.
False Set
False set yaitu pengerasan semu dari pasta semen tanpa disertai
panas hidrasi yang berlangsung selama beberapa menit.
Frekuensi : satu kali sehari.
Kehalusan
Kehalusan semen berpengaruh pada kekuatan semen, semakin halus
semen maka kekuatan semen semakin tinggi.
Frekuensi : satu kali sehari.
178
2. Laboratorium Kimia
Laboratorium kimia adalah laboratorium yang mengadakan analisa
bahan untuk memeriksa oksida-oksida bahan mentah sampai menjadi
semen. Laboratorium kimia bertugas menganalisa komposisi kimia dari
sample yang berupa :
Bahan mentah, yaitu batu kapur, tanah liat, copper slag, pasir silika,dan
gypsum.
Umpan kiln yang berasal dari roller mill.
Klinker hasil pembakaran dalam kiln.
Semen hasil gilingan finish mill.
Tugas dari laboratorium kimia adalah melakukan analisa kuantitatif
untuk komposit :
Bahan mentah : analisa kandungan oksida.
Semen / terak : analisa kadar CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, SO3, free
lime ,dan insoluble.
Tabel 15. Analisa Laboratorium Kimia Laboratorium Analisa Komponen Frekuensi
Kimia Bahan mentah
Semen / terak
Kandungan Oksida
1. SiO2
2. Al2O3
3. CaO
4. SO3
5. Fe2O3
6. Free lime
7. Insoluble
Satu kali sehari
Satu kali sehari
Bila perlu
Bila perlu
Bila perlu
Bila perlu
Satu kali sehari
Satu kali sehari
(Laboratorium Jaminan Mutu Tuban III, 2006)
179
3. Laboratorium X-ray
Laboratorium X-ray dalam melakukan pengujian atau analisa
menggunakan alat X-ray spectrometer yang bekerja dalam beberapa menit.
Laboratorium ini bertugas mengontrol komposisi umpan kiln selama proses
berlangsung serta mencampur bahan mentah menjadi umpan kiln sesuai
dengan standar yang telah ditetapkan.
Prinsip kerja dari X-ray yaitu menyinari sampel yang telah diproses
dalam alat cetak menggunakan sinar x dengan tenaga yang cukup besar.
Kemudian sample tersebut akan memancarkan kembali sinar x dengan
panjang gelombang tertentu sesuai dengan sifat yang ada.
Analisa yang dilakukan oleh laboratorium X-ray meliputi :
Batu kapur (analisa persen CaCO3, H2O, Fe2O3, CaO, Al2O3,dan SiO2)
Hasil penggilingan roller mill (analisa persen CaCO3, SiO2, Fe2O3, Al2O3,
CaO,C2S, dan persentase lolos 170 mesh)
Umpan kiln (analisa persen CaCO3, SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO, C3S,
C3A,SO2 dan persentase lolos 170 mesh)
Semen (analisa persen CaCO3, SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO, C3S, C2S C3A,
C4AF)
Tabel 16. Analisa Laboratorium X-ray Laboratorium Analisa Komponen Frekuensi
X-ray Batu kapur
Tanah liat
Pasir silika
Pasir besi
Karbonat, air
Al2O3 , air
SiO2 , air
Fe2O3 ,air
Setiap satu jam
Setiap satu jam
Setiap satu jam
Setiap satu jam
(Laboratorium Jaminan Mutu Tuban III , 2006 )
180
4. Laboratorium Mix Control
Laboratorium mix control di PT. Semen Gresik ( Persero ) Tbk. Pabrik
Tuban bertugas untuk :
Menganalisa bahan baku,meliputi :
Batu kapur : persen CaCO3 dan H2O
Tanah liat : persen Al2O3 dan H2O
Pasir silika : persen SiO2 dan H2O
Pasir besi : persen Fe2O3 dan H2O
Memeriksa hasil pembakaran klinker yaitu mengenai persen CaO bebas
Memeriksa hasil gilingan akhir mengenai :
Persen kehalusan 325 mesh dengan tes blaine
Persen CaO bebas
Setting time
False set
Analisa Bahan Baku
7.1.1 Analisa X-ray
Bahan baku yang dianalisa meliputi analisa batu kapur, tanah liat, copper
slag, pasir silika dan gypsum. Analisa bahan-bahan tersebut menggunakan
analisa X-ray. Prinsip analisa X-ray adalah pemanfaatan spectrum sinar x
(radiasi sinar x) yang dilakukan selama 1 jam secara kontinyu. Alat yang
digunakan dalam analisa ini adalah alat “X-ray Spectrometer”. Sampel yang telah
diproses dalam alat cetak menggunakan sinar x dengan tenaga yang cukup
besar. Kemudian sampel tersebut akan memancarkan kembali sinar x dengan
panjang gelombang tertentu sesuai dengan sifat yang ada.
181
Prosedur Analisa :
1. Bahan yang akan dianalisa dicampur dengan Iodium Large Sulfat yang
berfungsi sebagai bahan pengikat. Bahan campuran tadi digiling lalu dibentuk
seperti tablet dengan diameter 4 cm.
2. Pallet selanjutnya dimasukkan ke dalam alat X-ray yang telah diprogram
dengan komputer.
3. Pallet kemudian ditembak (diradiasi) dengan sinar X dan berdasarkan
panjang gelombang yang dihasilkan setelah penyimpanan selama satu jam,
maka akan diketahui jenis oksida yang terkandung dalam bahan yang
dianalisa.
7.1.2 Analisa Kadar Air pada Gypsum
Analisa Kadar Air Bebas :
1 Menimbang ± 50 gr contoh gypsum yang telah ditumbuk ke dalam gelas
arloji yang telah diketahui beratnya.
2 Masukkan dalam oven dengan temperatur 45 °C selama 24 jam. Dinginkan
dan timbang sebagai berat akhirnya.
Kadar Air Bebas = (Berat awal - berat akhir) / (Berat awal) X 100 %
Analisa Kadar Air Terikat
1 Rendam dengan aquadest sejumlah gypsum yang telah ditumbuk dalam
gelas piala 250 cc. Biarkan perendaman selama 48 jam.
2 Setelah perendaman buang kelebihan air dan tuang contoh perendaman ke
dalam loyang biarkan selama 48 jam.
3 Haluskan dengan Mortar dan diayak dengan ayakan 60 Mesh.
182
4 Timbang ±1 gram contoh dalam botol timbang bertutup yang telah diketahui
beratnya.
5 Masukkan dalam oven temperatur 45°C selama 2 jam dengan kondisi tutup
botol timbang dalam keadaan terbuka .Dinginkan dan timbang beratnya
sebagai berat akhir.
6 Pemanasan dilanjutkan dengan temperatur 230ºC dimana tutup botol
timbang dalam keadaan tertutup longgar.
7 Pemanasan dihentikan hingga berat konstan telah tercapai,dinginkan dan
timbang sebagai berat akhir 230ºC.
8 Hitung kadar air terikat dengan rumus berikut :
Dimana :
Wb = Berat botol timbang (gr)
Wbm1 = Berat botol timbang + contoh setelah dipanaskan 45º C (gr)
Wbm2 = Berat botol timbang + contoh setelah dipanaskan 230º C (gr)
Analisa Bahan Setengah Jadi
7.2.1 Analisa Tepung Baku Hasil Penggilingan Roller Mill
Analisa tepung baku dari penggilingan roller mill menggunakan analisa X-
ray. Prosedur analisa adalah sebagai berikut :
1. Tepung baku yang akan dianalisa dicampur dengan Iodium Large Sulfat yang
berfungsi sebagai bahan pengikat. Bahan campuran tadi digiling lalu dibentuk
seperti tablet dengan diameter 4 cm.
2. Pallet selanjutnya dimasukkan ke dalam alat X-ray yang telah diprogram
dengan komputer.
183
3. Pallet kemudian ditembak (diradiasi) dengan sinar X dan berdasarkan
panjang gelombang yang dihasilkan setelah penyimpanan selama satu jam,
maka akan diketahui jenis oksida yang terkandung dalam bahan yang
dianalisa.
7.2.2 Pengujian Free Lime Klinker
Analisa free lime dalam klinker bertujuan untuk menentukan kadar free
lime (persen CaO bebas) dalam klinker. Prosedur analisa free lime dalam klinker
adalah sebagai berikut :
1. Pindahkan 60 ml pelarut gliserin - etanol ke dalam erlenmeyer 250 ml yang
bersih dan kering.
2. Tambahkan 2 gr SrNO3 anhidrat dan atur pelarut hingga sedikit bersifat alkali
dengan menambahkan tetes demi tetes NaOH encer dalam alkohol hingga
terbentuk warna sedikit merah muda.
3. Timbang 1 gr klinker yang telah halus ke dalam erlenmeyer, masukkan
batang pengaduk magnetik dan segera hubungkan dengan pendingin tegak
4. Didihkan larutan dalam erlenmeyer diatas heating berpengaduk magnet
selama 20 menit dengan kecepatan pengadukan sedang.
5. Lepaskan pendingin tegak dan segera titrasi dengan larutan baku Ammonium
Asetat hingga pada titik akhir titrasi tidak berwarna
6. Hitung persen CaO bebas dengan ketelitian 0,1 persen sebagai berikut:
Persen CaO bebas = E .V.100
Dimana : E = Kesetaraan CaO terhadap Ammonium Asetat (g/ml)
V = Ammonium Asetat yang diperlukan contoh (ml)
7. Buang sisa larutan / cairan dalam tempat tersendiri.
184
Analisa Bahan Jadi
Analisa Kimia
1. Pengujian Semen dengan Analisa X-ray
Analisa semen hasil dari penggilingan finish mill dilakukan dengan
menggunakan analisa X-ray. Prosedur analisa adalah sebagai berikut :
1. Semen yang akan dianalisa dicampur dengan Iodium Large Sulfat yang
berfungsi sebagai bahan pengikat. Bahan campuran tadi digiling lalu dibentuk
seperti tablet dengan diameter 4 cm.
2. Pallet selanjutnya dimasukkan ke dalam alat X-ray yang telah diprogram
dengan komputer.
3. Pallet kemudian ditembak (diradiasi) dengan sinar X dan berdasarkan
panjang gelombang yang dihasilkan setelah penyimpanan selama satu jam,
maka akan diketahui jenis oksida yang terkandung dalam bahan yang
dianalisa.
2. Pengujian Free Lime Semen
Analisa free lime dalam semen bertujuan untuk menentukan kadar free
lime (persen CaO bebas) dalam semen. Prosedur analisa free lime dalam semen
adalah sebagai berikut :
1. Pindahkan 60 ml pelarut gliserin - etanol ke dalam Erlenmeyer 250 ml yang
bersih dan kering.
2. Tambahkan 2 gr SrNO3 anhidrat dan atur pelarut hingga sedikit bersifat alkali
dengan menambahkan tetes demi tetes NaOH encer dalam alkohol hingga
terbentuk warna sedikit merah muda.
185
3. Timbang 1 gr semen yang telah halus ke dalam erlenmeyer, masukkan
batang pengaduk magnetik dan segera hubungkan dengan pendingin tegak
4. Didihkan larutan dalam erlenmeyer diatas heating berpengaduk magnet
selama 20 menit dengan kecepatan pengadukan sedang.
5. Lepaskan pendingin tegak dan segera titrasi dengan larutan baku Ammonium
Asetat hingga pada titik akhir titrasi tidak berwarna
6. Hitung persen CaO bebas dengan ketelitian 0,1 persen sebagai berikut :
Persen CaO bebas = E .V.100
Dimana : E = Kesetaraan CaO terhadap Ammonium Asetat (g/ml)
V = Ammonium Asetat yang diperlukan contoh (ml)
7. Buang sisa larutan / cairan dalam tempat tersendiri.
Analisa Fisika
1. Pengujian Waktu Pengikatan Semen ( Setting time )
Setting Time Awal
Cara kerja:
1. Semen disimpan pada kamar lembab selama 1 jam, setelah itu diuji
dengan jarum vicat.
2. Turunkan jarum sampai tepat menempel pada permukaan pasta,
kencangkan sekrup pada bagian bawah dan tepatkan indikator pada
skala nol.
3. Lepaskan jarum vicat dan biarkan turun selama 30 detik. Turunnya jarum
vicat dapat diperlambat dengan tujuan untuk mencegah bengkoknya
jarum.
186
4. Ulangi penitrasi selama 15 menit. Apabila masuknya jarum sudah
mendekati angka 25 pada alat ukur maka interval waktu dipersingkat
menjadi tiap 10 menitan.
5. Apabila jarum sudah mencapai angka 25 maka, ini berarti menunjukkan
angka pengerasan awal.
6. Perhitungan :
Setting time awal = (waktu tembus angka 25 – waktu pembuatan)
Nilai pengujian setting time awal dalam semen jenis :
- Portland tipe 1 : ≥ 100 menit
- Portland pozzolan : ≥ 100 menit
(Laboratorium PT. Semen Gresik Tuban I, 2006)
Setting Time Akhir
Cara kerja :
1. Lakukan lagi penetrasi dengan interval waktu 10 menit,lakukan sampai
jarum vicat tidak dapat ditembus lagi dalam pasta.
2. Catat waktunya sebagai waktu pengerasan akhir.
3. Perhitungan :
Setting time akhir = (waktu pengerasan akhir – waktu pembuatan )
Nilai pengujian setting time akhir dalam semen jenis :
- Portland tipe I : ≥ 360 menit
- Portland Pozzolan : ≥ 360 menit
(Laboratorium PT . Semen Gresik Tuban I, 2006)
187
2. Pengujian Kehalusan Semen Metode Blaine
Cara Kerja :
1. Memasukkan filter paper ke dalam cell dan ratakan.
2. Menimbang contoh Semen sebanyak X Gram ( X = berat sesuai dengan
hasil kalibrasi )
3. Memasukkan contoh Semen yang sudah ditimbang kedalam cell
4. Memasukkan filter paper ke dalam cell
5. Memasukkan plunger ke lubang cell dan tekan hingga tutup plunger
menyentuh bibir cell
6. Memasukkan cell ke lubang manometer dan yakinkan sudah rapat betul
7. Melepas plunger dari cell
8. Menekan karet pengisap cairan dan buka valve hinnga cairan naik sampai
batas tanda paling atas.
9. Mengaktifkan stopwatch pada saat cairan mecapai tanda ke 2
10. Menghentikan stopwatch bila cairan mencapai batas ke 3 (dekat batas
bawah)
11. Mencatat waktu pengukuran dalam detik.
12. Mencocokan hasil waktu pengukuran dengan tabel Blaine yang telah dibuat
pada saat kalibrasi
3. Pengujian Pengikatan Semu (False Set)
Cara Kerja :
1 Menimbang contoh semen 500 gr
2 Memasukkan dalam mangkuk. yang telah diisi air secukupnya.
3 Biarkan selama 30 detik sehingga air meresap.
188
4 Jalankan mixer pada kecepatan rendah (1) selama 30 detik. Hentikan
pengadukan selama 15 detik dan dalam waktu ini turunkan adukan yang
menempel pada dinding mangkuk.
5 Kemudian jalankan pada kecepatan sedang (2) selama 2 ,5 menit.
6 Ambil adonan semen dan masukkan ke dalam cone dari bagian yang lebar.
Kelebihan semen diambil dengan satu gerakan tangan. Letakkan bagian
yang lebar pada plat kaca. Ambil kelebihan adonan semen yang menonjol
pada bagian atas dengan satu gerakan dengan cetok segitiga. Usahakan
tidak terjadi getaran/tekanan yang berlebihan.
7 Tempatkan cone pada alat vicat dan luncurkan jarum vicat besar selama 30
detik. Catat sebagai penetrasi awal. Konsistensi yang tepat didapat bila
angka penunjukan 32 ± 4 mm.
8 Kemudian luncurkan kembali untuk kedua kalinya 5 menit setelah selesai
pengadukan dan catat penetrasi akhir 30 detik setelah batang diluncurkan.
4. Pengujian Kekuatan Tekan
Cara Kerja :
1 Masukkan adonan semen ke dalam cetakan kubus.
2 Ratakan sisa adonan sampai sampai benar-benar rata dengan cetakan
kubus
3 Simpan dalam bak perendaman.
4 Esok harinya cetakan dibongkar, benda uji diberi tanda untuk umur
perendaman dan nomor produksi. Umur perendaman adalah 1, 3, 7 dan 28
hari. Setelah benda uji dikeluarkan, cetakan dibersihkan dari mortar yang
menempel dan bagian dalam dari cetakan diolesi olie.
189
5 Benda uji direndam dalam bak perendaman.
Untuk umur 3 hari direndam selama 2 hari
Untuk umur 7 hari direndam selama 6 hari + 1 hari pengeringan
Untuk umur 28 hari direndam selam 27 hari
Untuk umur 1 hari setelah dikeluarkan dari cetakan langsung dilakukan
pengetesan.
6 Benda uji dikeluarkan dari dalam bak perendaman dan diuji dengan mesin
kuat tekan.
Perhitungan Kuat tekan :
(Hasil Rata-rata 3 benda uji)/luas penampang benda uji (25 cm2) =
kg/cm2
190