MAKALAH KIMIA INDUSTRIINDUSTRI SEMEN (PT.SEMEN PADANG)

KELOMPOK SEMENHaniati Zahra(1301836)Suci Nadya Wedari(1301822)Yanna Rahayu(1301804)Desiana Melasari(1301784)Muhammad Alfadli(1301806)

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI PADANG2015A. Sejarah Perkembangan Semen

Semen berasal dari kata caementum yang berarti bahan perekat yang mampu mempersatukan atau mengikat bahan-bahan padat menjadi satu kesatuan yang kokoh atau suatu produk yang mempunyai fungsi sebagai bahan perekat antara dua atau lebih bahan sehingga menjadi suatu bagian yang kompak. Dalam pengertian yang luas, semen adalah material plastis yang memberikan sifat rekat antara batuan-batuan konstruksi bangunan.

Semen pada awalnya dikenal di Mesir tahun 500 SM pada pembuatan piramida, yaitu sebagai pengisi ruang kosong diantara celah-celah tumpukan batu. Semen yang dibuat bangsa Mesir merupakan kalsinasi gypsum yang tidak murni, sedang kalsinasi batu kapur mulai digunakan pada zaman Romawi. Kemudian bangsa yunani membuat semen dengan cara mengambil tanah vulkanik (vulkanik tuff) yang berasal dari pulau Santoris kemudian dikenal dengan santoris cement. Bangsa Romawi menggunakan semen yang diambil dari material vulkanik yang ada di pegunungan vesuvius di lembah Napples yang kemudian dikenal dengan Pozzulona cement, yang diambil dari sebuah nama kota di Italia yaitu Puzzolia.Penemuan bangsa Yunani dan Romawi ini mengalami perkembangan lebih lanjut mengenai komposisi bahan dan cara pencampurannya,sehingga diperoleh moltar yang baik. Pada abad pertengahan, kualitas moltar mengalami penurunan yang disebabkan oleh pembakaran limestone kurang sempurna, dengan tidak adanya tanah vulkanik.

Pada tahun 1756 Jhon Smeaton seorang sarjana Inggris berhasil melakukan penyelidikan terhadap batu kapur dengan pengujian ketahanan air. Dari hasil percobaannya, disimpulkan bahwa batu kapur lunak yang tidak murni dan mengandung tanah liat merupakan bahan pembuat semen hidrolis yang baik. Batu kapur yang dimaksud tersebut adalah kapur hidrolis (hydroulic lime). Kemudian oleh Vicat ditemukan bahwa sifat hidrolis akan bertambah baik jika ditambahkan juga silika atau tanah liat yang mengandung alumina dan silika. Akhirnya Vicat membuat kapur hidrolis dengan cara pencampuran tanah liat (clay) dengan batu kapur (limestone) pada perbandingan tertentu, kemudian campuran tersebut dibakar (dikenal dengan Artifical lime twice kilned).

Pada tahun 1811, James Frost mulai membuat semen yang pertama kali dengan menggunakan cara seperti Vicat yaitu dengan mencampurkan dua bagian kapur dan satu bagian tanah liat. Hasilnya disebut Frosts cement. Pada tahun 1812 prosedur tersebut diperbaiki dengan menggunakan campuran batu kapur yang mengandung tanah liat dan ditambahkan tanah Argillaceus (mengandung 9-40% silica). Semen yang dihasilkan disebut British cement.

Usaha untuk membuat semen pertama kali dilakukan dengan cara membakar campuran batu kapur dan tanah liat. Joseph Aspadin yang merupakan orang Inggris pada tahun 1824 mencoba membuat semen dari kalsinasi campuran batu kapur dengan tanah liat yang telah dihaluskan, digiling, dan dibakar menjadi lelehan dalam tungku, sehingga terjadi penguraian batu kapur (CaCO3) menjadi batu tohor (CaO) dan karbondioksida (CO2). Batuan kapur tohor (CaO) bereaksi dengan senyawa-senyawa lain membentuk klinker kemudian digiling sampai menjadi tepung yang kemudian dikenal dengan portland.(Walter H. Duda, 1976)

Sejarah industri semen di Indonesia

Perusahaan semen pertama di Indonesia adalah PT Semen Padang (Perusahaan) yang didirikan pada tanggal 18 Maret 1910 dengan nama NV Nederlandsch Indische Portland Cement Maatschappij (NV NIPCM). Kemudian pada tanggal 5 Juli 1958 Perusahaan dinasionalisasi oleh Pemerintah Republik Indonesia dari Pemerintah Belanda. Selama periode ini, Perusahaan mengalami proses kebangkitan kembali melalui rehabilitasi dan pengembangan kapasitas pabrik Indarung I menjadi 330.000 ton/ tahun. Selanjutnya pabrik melakukan transformasi pengembangan kapasitas pabrik dari teknologi proses basah menjadi proses kering dengan dibangunnya pabrik Indarung II, III, dan IV.

Sisa-sisa pabrik tersebut hingga kini masih ada, dan rencananya oleh Pemda Propinsi Sumbar akan dijadikan sebuah musium semen.

B. Bahan Baku

Bahan baku pembuatan semen terdiri dari :NoNamaRumus kimia

12345Batu kapurTanah liatPasir besiPasirGypsum CaCO3Al2O3.2SiO2.x H2OFe2O3SiO2CaSO4.2H2O

Bahan mentah yang digunakan dalam pembuatan semen adalah batu kapur, batu silika, tanah liat dan pasir besi. Dari total kebutuhan bahan mentah, batu kapur yang depositnya terdapat di bukit karang putih ( 2 km dari pabrik) digunakan sebanyak 81%. Batu silika yang depositnya berasala dari bukit ngalau ( 1,5 km dari pabrik) digunakan sebanyak 9% dan tanah liat diperoleh disekitar KecamatanKuranji,Kota Padangdigunakan sejumlah 9%. Sedangkan kebutuhan pasir besi 1% didatangkan dariCilacap. Pada penggilingan akhir ditambahkan gypsum 3-5% yang didatangkan dariThailand. Gypsum alam dan gypsum sintetis dari PT Petro Kimia Gresik.1. Batu kapur

Batu kapur merupakan komponen yang banyak mengandung CaCO3 dengan sedikit tanah liat, Magnesium Karbonat, Alumina Silikat dan senyawa oksida lainnya. senyawa besi dan organik menyebabkan batu kapur berwarna abu-abu hingga kuning.

2. Tanah Liat

Komponen utama pembentuk tanah liat adalah senyawa alumina silikat hidrat. klasifikasi senyawa alumina silikat berdasarkan kelompok mineral yang dikandungnya : Kelompok MontmoriloniteMeliputi : Monmorilosite, beidelite, saponite, dan nitronite. Kelompok KaolinMeliputi : kaolinite, dicnite, nacrite, dan halaysite Kelompok tanah liat beralkaliMeliputi : tanah liat mika (ilite).

3. Pasir Besi dan Pasir Silikat

Bahan ini merupakan bahan koreksi pada campuran tepung baku (Raw Mix) Digunakan sebagai pelengkap komponen kimia esensial yang diperlukan untuk pembuatan semen pasir silika digunakan untuk menaikkan kandungan SiO2 pasir besi digunakan untuk menaikkan kandungan Fe2O3 dalam Raw Mix.

4. Gypsum ( CaSO4. 2 H2O )

Berfungsi sebagai retarder atau memperlambat proses pengerasan dari semen. Hilangnya kristal air pada gipsum menyebabkan hilangnya atau berkurangnya sifat gipsum sebagai retarder.

C. Proses Pembuatan SemenSecara garis besar prsoes produksi semen melalui 5 tahapan, yaitu:1) Penambangan dan penyimpanan bahan mentah.2) Penggilingan dan pencampuran bahan mentah3) Homogenisasi hasil penggilingan bahan mentah4) Pembakaran5) Penggilingan akhir hasil pembakaranDalam Proses kering, penggilingan bahan di Raw Mill udara panas dialirkan dari tanur putar (Kiln) sehingga dihasilkan Raw Mix dengan kandungan air C3S > C3AF > C3S HidrolisaC3S + X H2OC2S.XH2O + Ca(OH)2C4AF + XH2OC3A.6H2O + CF(X-6)H2O HidrasiC2S + X H2OC2S.XH2OC3S + XH2O C2S.(x-1)H2O (amorph) + Ca(OH)2C3A + 6 H2OC3A.6H2OC3A + 3 CaSO4.2H2O + 25 H2OC3A.3CaSO4.31H2OC4AF + xH2OC3A. 6H2O + CaO.Fe2O3.(x-6)H2OMgO + H2OMg(OH)2

Peranan tiap komponen utama adalah sebagai berikut :C3S: Penting dalam memberikan kekuatan pada saat permulaan dan memberikan efek penambahan kekuatan yang kontinyu disaat berikutnyaC2S: hanya memberikan kekuatan seperlunya saja. Sampai kira-kira 28 hari, tetapi pada saat berikutnya akan memberikan efek kekuatan yang besarC3A: memberikan efek kekuatan yang besar selama kira-kira 28 hari. Semakin lama semakin berkurang sampai akhirnya boleh dikatakan sama sekali tidak memberikan efek apa-apa.C4AF: hanya sedikit memberikan efek kekuatan, baik pada saat permulaan maupun saat berikutnya.

Pada umumnya semen yang kita harapkan adalah setting timenya lama, panas hidrasinya rendah dan tahan terhadap alkali tanah dan air.

Keseluruhan proses semen dapat dipantau dengan mesin sinar X yang dihubungkan dengan kalkulator yang diprogam untuk mengambil contoh produk dan mengatur umpan penggiling secara otomatis sehingga menghasikan produk yang dikehendaki.

Secara umum proses produksi semen terdiri dari beberapa tahapan :1) Tahap penambangan bahan mentah (quarry). Bahan dasar semen adalah batu kapur, tanah liat, pasir besi dan pasir silica. Bahan-bahan ini ditambang dengan menggunakan alat-alat berat kemudian dikirim ke pabrik semen.2) Bahan mentah ini diteliti di laboratorium, kemudian dicampur dengan proporsi yang tepat dan dimulai tahap penggilingan awal bahan mentah dengan mesin penghancur sehingga berbentuk serbuk.3) Bahan kemudian dipanaskan dipreheater4) Pemanasan dilanjutkan di dalam kiln sehingga bereaksi membentuk kristal klinker5) Kristal klinker ini kemudian didinginkan dicoolerdengan bantuan angin. Panas dari proses pendinginan ini di alirkan lagi kepreheateruntuk menghemat energy6) Klinker ini kemudian dihaluskan lagi dalam tabung yang berputar yang bersisi bola-bola baja sehingga menjadi serbuk semen yang halus.7) Klinker yang telah halus ini disimpan dalam silo (tempat penampungan semen mirip tangki minyak pertamina)8) Dari silo ini semen dipak dan dijual ke konsumen.

D. Quality ControlPT Semen Padang terus menuai prestasi di level nasional dan internasional. Setelah meraih Superbrand 2012 sebagai merek pilihan, dan lambang jaminan kepercayaan konsumen Indonesia, PT Semen Padang pada awal 2014 kembali sukses meraih predikat Bintang 5 (5-Star Quality Product 2013) di kategori semen pada ajang Global Customer Satisfaction Standard (GCSS) World Class Quality Achievement 2013.Penghargaan itu merupakan hasil riset GCSS yang dilakukan oleh lembaga riset MARS Indonesia bekerjasama dengan Majalah MIX MarComm dan SWA Media Group, pada akhir 2013.GCSS adalah sebuah standar tentang customer satisfaction performance yang diukur dengan metodologi terstandarisasi di 13 negara. Penilaian kinerja kepuasan konsumen ini dibandingkan dengan kinerja di negara lain, sehingga perusahaan akan mengetahui posisinya di tengah persaingan lokal maupun global. Pengukuran GCSS ini dikembangkan oleh National Quality Research Centre, University of Michigan, untuk American Satisfaction Index (ACSI).Setelah digunakan di AS pada 1994, metode ini digunakan di 13 negara (termasuk Singapura dan Korea Selatan. Di Indonesia, MARS Indonesia merupakan pemegang lisensi ekslusif American Customer Satisfaction Index.Pengukuran kepuasan dengan model ACSI berbeda dengan teknik pengukuran kepuasan pada umumnya. Dalam pengumpulan datanya, ACSI menggunakan wawancara dengan masukan ke persamaan multi-model ekonometrik yang dikembangkan University of Michigans Ross School of Business. Model ACSI merupakan model sebab akibat dengan faktor yang men-drive kepuasan di sisi kiri (harapan pelanggan, persepsi kualitas, dan nilai yang dirasakan), kepuasan ACSI di tengah, dan hasil kepuasan di sisi kanan (keluhan pelanggan dan loyalitas pelanggan, termasuk retensi pelanggan dan toleransi harga).Penelitian GCSS melibatkan 375 responden di enam kota, yakni Jakarta, Bandung, Semarang, Surabaya, Medan, dan Makassar untuk setiap merek. Pemilihan respondennya dilakukan secara purposive dengan kriteria yang bervariasi menurut industri. Dalam penelitian ini, model hipotesis dibangun dengan tujuan untuk mencari faktor-faktor yang mempengaruhi atau membuat konsumen loyal terhadap suatu merek. Sebagai variabel independen adalah ekspektasi pelanggan, persepsi kualitas, persepsi nilai, dan kepuasan. Selain itu ada variabel lain yang berperan dalam membangun loyalitas, yakni customer complaint.

Mutu TerjaminDengan pengalamannya selama 104 tahun, ketangguhan produk PT Semen Padang telah teruji dalam pembangunan berbagai landmark di berbagai kota di Indonesia, seperti Monumen nasional (Monas) yang berdiri kokoh sebagai simbol ibukota negara, gedung Bursa Efek Indonesia, Jembatan Semanggi, Gedung MPR/DPR di Senayan, Hotel Indonesia di jantung Jakarta, Jembatan Ampera yang melintasi Sungai Musi yang membelah Kota Palembang, Jembatan Barelang, simbol kejayaan Kota Batam, Monumen Tsunami Aceh, Bandara Kuala Namu Medan, Jembatan Kelok Sembilan di Sumbar, dan berbagai bangunan penting lainnya di negeri ini.Sebagai bukti tingginya kepercayaan konsumen pada PT Semen Padang, pada 2013 PT Semen Padang tetap merajai pasar Sumatra dengan menguasai 44,24 % pasar (market leader). Bersama-sama dengan PT Semen Gresik, PT Semen Tonasa, dan Thang Long Cement Company, PT Semen Padang yang tergabung dalam holding PT Semen Indonesia (Persero), Tbk telah menguasai 43,8 % pasar nasional.Pada tahun 2013, volume penjualan PT Semen Padang sebanyak 7,3 juta ton dengan total produksi semen 6,6 juta ton. PT Semen Padang saat ini didukung distribution channel yang tersebar di seluruh pasar sasaran (target market) di Sumbar, Riau Daratan, Jambi, Bengkulu, Sumut, NAD, Rikep, Sumsel, Lampung, DKI, Jabar, Banten, dan JatengProgram promosi yang mumpuni, harga yang bersaing, dan program layanan pelanggan yang baik, membuat citra merk (brand image) PT Semen Padang melekat di benak konsumen.Produk Semen Padang diutamakan untuk kebutuhan dalam negeri berkomitmen mempertahankan dan meningkatkan produksi melalui peningkatan kapasitas produksi dan pengembangan pabrik baru. Pada 2014 ini, PT Semen Padang tengah membangun pabrik baru, Indarung VI, berkapasitas 3 juta ton yang diharapkan rampung pada 2016.Untuk keberlanjutan konsumsi produk, perusahaan juga mendirikan berbagai fasilitas packing plant (salah satunya dalam proses pembangunan di Lampung), gudang-gudang penyangga, mendorong kelancaran transportasi/delivery.

E. ProdukPerbedaan komposisi kimia semen yang dilakukan dengan cara mengubah persentase 4 komponen utama semen dapat menghasilkan beberapa jenis semen sesuai dengan tujuan pemakaiannya.Sesuai dengan tujuan pemakaiannya, semen portland di Indonesia dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu: Semen Portland Type IDipakai untuk keperluan konstruksi umum yang tidak memakai persyaratan khusus terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. Cocok dipakai pada tanah dan air yang mengandung sulfat 0,0% - 0,10% dan dapat digunakan untuk bangunan rumah pemukiman, gedung-gedung bertingkat, dan lain-lain. Semen Portland Type IIDipakai untuk konstruksi bangunan dari beton massa yang memerlukan ketahanan sulfat (pada lokasi tanah dan air yang mengandung sulfat antara 0,10 - 0,20%) dan panas hidrasi sedang, misalnya bangunan dipinggir laut, bangunan dibekas tanah rawa, saluran irigasi, beton massa untuk dam-dam dan landasan jembatan. Semen Portland Type IIIDipakai untuk konstruksi bangunan yang memerlukan kekuatan tekan awal tinggi pada fase permulaan setelah pengikatan terjadi, misalnya untuk pembuatan jalan beton, bangunan-bangunan tingkat tinggi, bangunan-bangunan dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap serangan sulfat. Semen Portland Type VDipakai untuk konstruksi bangunan-bangunan pada tanah/air yang mengandung sulfat melebihi 0,20% dan sangat cocok untuk instalasi pengolahan limbah pabrik, konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan, dan pembangkit tenaga nuklir. Super Masonry CementSemen ini dapat digunakan untuk konstruksi perumahan gedung, jalan dan irigasi yang struktur betonnya maksimal K 225. Dapat juga digunakan untuk bahan baku pembuatan genteng beton, hollow brick, Paving Block, tegel dan bahan bangunan lainnya. Oil Well Cement (OWC), Class G-HSR (High Sulfate Resistance)Merupakan semen khusus yang digunakan untuk pembuatan sumur minyak bumi dan gas alam dengan konstruksi sumur minyak bawah permukaan laut dan bumi, OWC yang telah diproduksi adalah class G, HSR (High Sulfat Resistance) disebut juga sebagai "BASIC OWC". Bahan adaptif dapat ditambahkan untuk pemakaian pada berbagai kedalaman dan temperatur. Portland Composite Cement (PCC)Semen ini memenuhi persyaratan mutu Portland Composite Cement SNI 15-7064-2004. Dapat digunakan secara luas untuk konstruksi umum pada semua beton. Struktur bangunan bertingkat, struktur jembatan, struktur jalan beton, bahan bangunan, beton pra tekan dan pra cetak, pasangan bata, plesteran dan acian, panel beton, paving block, hollow brick, batako, genteng, potongan ubin, lebih mudah dikerjakan, suhu beton lebih rendah sehingga tidak mudah retak, lebih tahan terhadap sulfat, lebih kedap air dan permukaan acian lebih halus. Super "Portland Pozzolan Cement" (PPC)Semen yang memenuhi persyaratan mutu semen Portland Pozzoland SNI 15-0302-2004 dan ASTM C 595 M-05 s. Dapat digunakan secara luas seperti: 1. Konstruksi beton massa (bendungan, dam dan irigasi)2. Konstruksi beton yang memerlukan ketahanan terhadap serangan sulfat (bangunan tepi pantai, tanah rawa).3. Bangunan/instalasi yang memerlukan kekedapan yang lebih tinggi.4. Pekerjaan pasangan dan plesteran.

F. Pengolahan LimbahSemen mempunyai empat komponen bahan kimia utama yaitu kapur (batu kapur), silika (pasir), alumina (tanah liat) dan besi oksida (biji besi). Sedikit gipsum biasanya ditambahkan pada saat penghalusan untuk memperlambat pengerasan. Suatu Industri semen tentu mempunyai limbah dari pengolahan-pengolahan bahan baku tersebut. Di banding sektor industri yang lain, industri semen relatif tidak menghasilkan limbah cair mengingat penggunaan teknologi berbasis proses kering dalam pembuatan semen, tidak menyertakan penggunaan air. Limbah yang terbesar dari industri semen adalah limbah gas dan partikel.Limbah yang diproduksi pabrik keluar dan bercampur dengan udara. Secara alamiah udara mengandung unsur kimia seperti O2, N2, NO2,CO2, H2 dan lain-lain.

Zat pencemar melalui udara diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu partikel dan gas. 1. Limbah gas Limbah gas akan menggangu kandungan alami udara dan akan menurunkan kualitas udara. Pencemaran berbentuk gas dapat dirasakan melalui penciuman (untuk gas tertentu) ataupun akibat la ngsung. Gas-gas ini antara lain SO2, NOx, CO, CO2, hidrokarbon dan lain-lain. Gas tertentu yang lepas ke udara dalam konsentrasi tertentu akan membunuh manusia. Dalam kadar rendah, tidak berbau dan bila kadar bertambah menyebabkan bau yang tidak enak gejalanya cepat menghebat menimbulkan pusing, batuk dan mabuk. Uap, yaitu bentuk gas dari zat tertentu tidak kelihatan dan dalam ruangan berdifusi mengisi seluruh ruang. Yang harus diketahui adalah jenis uap yang terdapat dalam ruangan karena untuk setiap zat berbeda daya reaksinya. Zat-zat yang mudah menguap adalah amoniak, chlor, nitrit, nitrat dan lain-lain.

Bahan yang bersifat gas dan uap akan berakibat:a. Mengganggu pernapasanb. Merusak alat-alat dalam tubuhc. Merusak susunan saraf d. Merusak susunan darah

2. Limbah PartikelPartikel adalah butiran halus dan masih mungkin terlihat dengan mata telanjang seperti uap air, debu, asap, dan kabut. Debu yaitu partikel zat padat yang timbul pada proses industri sepeti pengolahan, penghancuran dan peledakan, baik berasal dari bahan organik maupun anorganik. Debu, karena ringan, akan melayang di udara dan turun karena gaya tarik bumi. Penimbunan debu dalam paru-paru akibat lingkungan mengandung debu yaitu pada manusia yang ada di sekitarnya bekerja atau bertempat tinggal. Kerusakan kesehatan akibat debu tergantung pada lamanya kontak, konsentrasi debu dalam udara, jenis debu itu sendiri dan lain-lain.Asap adalah partikel dari zat karbon yang keluar dari cerobong asap industri karena pembakaran tidak sempurna dari bahan-bahan yang mengandung karbon. Asap bercampur dengan kabut/uap air pada malam hari akan turun ke bumi bergantungan pada daun-daunan ataupun berada di atas atap rumah.

Bahan yang bersifat partikel menurut sifatnya akan menimbulkan:1. Ransangan saluran pernafasan2. Kematian karena bersifat racun3. Alergi4. Fibrosis5. Penyakit demam

Untuk menghindari dampak yang diakibatkanlimbahmelalui udara dilakukan pengendalian dengan penetapan nilai ambang batas. Nilai ambang batas adalah kadar tertinggi suatu zat dalam udara yang diperkenankan, sehingga manusia dan makhluk lainnya tidak mengalami gangguan penyakit atau menderita karena zat tersebut. Selain penetapan nilai ambang batas juga dilakukan teknologi pengolahan emisi pencemaran udara. Teknologi pengolahan emisi pencemaran udara industri telah berkembang lama, yang digunakan untuk mengurangi, menurunkan, dan menghilangkan kadar pencemaran unsur-unsur limbah proses yang dihasilkan. Teknologi yang diterapkan yaitu peralatan untuk partikel dan aerosol seperti dengan cara pengendapan, scrubber, filter dan electrostatic precipitator.