BAB VIII

PENGUJIAN LUAS PERMUKAAN BUBUK SEMEN

8.1. TUJUAN PERCOBAAN

Mengetahui luas permukaan bubuk semen dengan menggunakan alat

blaine permeameter

Mengetahui cara kerja alat blaine permeameter pada pengujian luas

permukaan bubuk semen

8.2. DASAR TEORI

Sifat fisik suatu padatan apabila ditambahkan dengan suatu liquid akan

terdispersi sehingga mempunyai sifat fisik yang berbeda sebelum ditambahkan

dengan liquid tersebut. Hal ini disebabkan karena suatu padatan mempunyai

densitas yang lebih besar daripada liquid sehingga mengakibatkan terjadinya

perbedaan sifat fisik setelah ditambahkan dengan liquid, oleh karena itu sangatlah

penting untuk dilakukan suatu pengujian luas permukaan butir padatan (semen).

Salah satu sifat fisik padatan adalah ukuran butiran, semakin halus ukuran

butiran maka semakin luas permukaan butiran sehingga pertukaran ion yang

terjadi semakin tinggi. Sedangkan apabila suatu butiran mempunyai ukuran butir

yang kasar maka semakin kecil permukaan sehingga pertukaran ion yang terjadi

semakin rendah.

Sifat kimia mineral clay yang paling penting adalah kemampuan menyerap

anion dan kation tertentu yang kemudian merubahnya kepada anion dan kation

yang berbeda dengan pereaksi suatu ion didalam air (Ionic Exchange Capacity).

Reaksi pertukarannya terjadi disekitar sisi luar dari unit struktur silica-alumina.

Kemampuan suatu kation menggantikan kation lain dapat diurutkan sebagai

berikut:

Li+ Na+ H+ K+ NH4+ Mg2+ Ca2+ Al3+

Harga pertukaran kation yang paling besar dimiliki oleh mineral allogenic

(pecahan batuan induk) sedangkan yang paling kecil dimiliki oleh mineral

authogenic (proses kimiawi). Dengan kekuatan berbeda-beda berdasarkan

kekuatan daya ikat antar ion, sedangkan kemampuan tukar anion urut-urutannya

merupakan kebalikan dari kemampuan tukar kation. Apabila suatu ion

mempunyai daya ikat yang kuat antar ionnya maka ion tersebut mempunyai daya

swelling yang kecil begitu juga kebalikannya.

Reaksi pertukaran kation kadang-kadang bersamaan dengan terjadinya

swelling. Jika permukaan clay mengalami kontak langsung dengan air dan

menganggap bahwa satu plat clay terpisah dari matriksnya, maka ion-ion yang

bermuatan positif (kation) akan meninggalkan plat clay tersebut. Karena molekul

air adalah polar maka molekul air akan ditarik balik oleh kation yang terlepas

maupun oleh plat clay dan molekul air yang bermuatan positif akan ditarik oleh

plat clay sendiri, sehingga keseluruhan clay akan mengembang yang sering

disebut dengan peristiwa ‘swelling’. Dibawah ini merupakan dua contoh clay:

H2O

Bentonite A3 Bentonite Indobent

Penentuan luas permukaan butir semen (OSP) dapat menggunakan rumus

dibawah ini:

dimana:

OSP = luas permukaan butir semen

= porositas

s = densitas semen,

t = waktu pengukuran dengan blaine permeameter, detik

= viskositas, cp

8.3. PERALATAN DAN BAHAN

8.3.1. Peralatan

Timbangan digital

Piknometer

Blaine permeameter

Stop watch

8.3.2. Bahan

Semen portland

Toluena

Air

Gambar 8.1.Toluena

(http://www.ezk.cz/e-shop/img/det/toluena.jpg)

Gambar 8.2.Timbangan Digital

(http://www.ncc-indonesia.com/imgncc/Alat/alat_ukur/Picture-82.jpg)

1.

Gambar 8.3. Blaine Permeameter

(Laboratorium Analisa Semen Pemboran)

8.4. PROSEDUR PERCOBAAN

Prosedur percobaan pengujian luas permukaan bubuk semen adalah sebagai

bertikut :

8.4.1. Penentuan Densitas Bubuk Semen.

1. Menimbang berat Pignometer yang kemudian dinyatakan sebagai W1

gram

2. Menimbang berat Pignometer + fluida (toluene) yang kemudian

dinyatakan sebagai W2 gram.

3. Mengukur Densitas fulida dengan rumus (W2 – W1)/volume pignometer,

gr/cc

4. Menimbang berat pignometer + semen yang kemudian dinyatakan

sebagai W3 gram

5. Menimbang berat semen yang kemudian dinyatakan sebagai W4 gr atau

(W3 – W1) gram.

6. Menimbang berat pignometer + semen + fluida yang kemudian

dinyatakan sebagai W5 gram.

7. Mengukur densitas semen dengan rumus (W4 x Densitas fluida)/(W2 +

W4 + W5) gr/cc

8.4.2. Penentuan Luas Permukaan Butir Semen (OSP)

1. Densitas semen = x gr/cc

2. Temperatur ruang = 24.5oC 78oF (misal)

3. T = 24.5oC 78oF Viskositas udara = 0.0001828 (dari tabel)

= 0.01352

4. = 0.01352 = 0.354 (dari tabel)

5. Waktu pengukuran dengan Blaine Permemeter = 35.7 detik (misal)

= 35.7 detik t = 5.9749

6. Osp = (23.2 x 3 x t) / s x (1-) x

8.5 HASIL PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN

Diket :

T = 8 detik

ρ semen = 3,15

Temperatur ruangan = 32 °C = 89, 6 °F

@ 20 °F = 0.55648

@ 40 °F = 0.58233

@ 89, 6 °F = ….. → menggunakan ekstrapolasi

μ @ 80 °F = 0.04467

μ @ 100 °F = 0.04594

μ @ 89, 6 °F = ….. → menggunakan ekstrapolasi

Menghitung Ф @ 89, 6 °F dengan menggunakan ekstrapolasi

x

0.58233

0.04467

20 40 89, 6

=

=

x = 0.64609 → Ф @ 89,6 °F = 0.64609

Menghitung @ 89, 6 °F dengan menggunakan ekstrapolasi

0.04594

x

0.04467

80 89,6 100

=

=

x = 0.0452796 → μ @ 89,6 °F = 0.0452796

Sehingga Luas Permukaan Bubuk Semen dapat dihitung dengan rumus :

OSP =

=

= 143,65

8.6. PEMBAHASAN

Dalam percobaan ini, pengujian luas permukaan bubuk semen dilakukan

karena suatu padatan mempunyai densitas yang lebih besar daripada liquid,

sehingga mengakibatkan adanya perbedaan sifat fisik setelah ditambahkan dengan

liquid, dimana salah satu sifat padatan adalah ukuran butiran, sehingga pertukaran

ionnya semakin tinggi, sedangkan apabila suatu butiran mempunyai ukuran

butiran yang kasar, maka semakin sempit luas permukaan, sehingga mempunyai

pertukaran ion semakin rendah.

Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh besarnya luas permukaan

bubuk semen sebesar 143,65 cm2/gr. Semakin halus ukuran butiran maka waktu

yang dibutuhkan toluen untuk bergerak dari batas bawah sampai batas atas blaine

permeameter akan semakin lama. Dari percobaan, diperoleh waktu pembacaan

selama 8 detik. Daya ikat antar semen dikatakan baik, jika waktu pembacaan pada

blaine permeameter antara 20-30 detik, jika kurang dari 20 detik daya ikat antar

semen kurang baik.

Aplikasi lapangan dari pengujian luas permukaan bubuk semen adalah untuk

dapat menentukan besarnya luas permukaan bubuk semen, apabila semakin luas

permukaan bubuk semen, maka padatan tersebut mempunyai ukuran butiran yang

relative halus dimana semakin halus ukuran butir yang dihasilkan, maka semakin

besar kekuatan dari semen tersebut untuk menyekat formasi

.

8.7. KESIMPULAN

1. Dari percobaan pengujian luas permukaan bubuk semen didapat luas

permukaan bubuk semen sebesar 143,65 cm2/gr.

2. Semakin besar harga luas permukaan bubuk semen, maka semakin halus

ukuran butir semen, pertukaran ionnya semakin tinggi dan harga

permeabilitas semakin kecil, sehingga semakin kompak semen dan

semakin kuat kekuatan semen.

3. Aplikasi lapangan dari pengujian luas permukaan bubuk semen adalah

untuk dapat menentukan besarnya luas permukaan bubuk semen.