Mengungkap Rahasia Semen

Semen tidak diragukan lagi merupakan material penting dalam industri konstruksi kita. Apakah Anda familier dengan sejarah semen? Artikel ini akan membawa Anda menelusuri evolusi semen. Selain itu, penanganan semen dapat menghasilkan debu silika yang berbahaya, jadi kenakan masker debu pelindung diperlukan untuk melindungi jaringan paru-paru dari kerusakan akibat paparan yang berkepanjangan.

Apa itu Semen?

Semen adalah zat berbentuk bubuk yang, jika dicampur dengan air, akan membentuk pasta yang mengeras baik di udara maupun di dalam air. Semen berfungsi sebagai bahan pengikat, yang menyatukan material seperti pasir dan kerikil.

Sejarah Semen

Sejarah semen berawal dari tahun 1756, ketika insinyur Inggris J. Smeaton menemukan bahwa batu kapur yang mengandung tanah liat menghasilkan material yang dapat mengeras di bawah air. Hal ini menjadi dasar teoritis untuk semen modern.

Pada tahun 1796, penemu Inggris J. Parker memproduksi semen berwarna kecokelatan dari marmer, yang dikenal sebagai semen Romawi. Semen ini memiliki ketahanan air yang sangat baik dan sifat cepat mengeras, sehingga ideal untuk konstruksi di bawah air.
Pada tahun 1813, insinyur sipil Prancis Louis Vicat menemukan bahwa campuran kapur dan tanah liat dengan perbandingan 3:1 menghasilkan semen terbaik.
Pada tahun 1824, tukang batu Inggris Joseph Aspdin menemukan semen Portland dan memperoleh hak paten untuknya. Ia mencampur batu kapur dan tanah liat, membakarnya dalam tungku, dan menggiling campuran tersebut menjadi bubuk halus. Dinamai karena kemiripannya dengan batu dari Pulau Portland, semen ini merevolusi industri konstruksi dengan sifat-sifatnya yang unggul.
Pada tahun 1871, Jepang membangun pabrik semen pertamanya, yang menandai dimulainya industri semen di sana. Pada tahun 1877, insinyur Inggris Frederick Ransome menyempurnakan tanur putar, yang selanjutnya memajukan teknologi produksi semen. Pada tahun 1893, penemu Jepang Hideki Endo dan Saburo Utsumi mengembangkan semen Portland yang tahan sulfat untuk digunakan di air laut.
Pada tahun 1907, orang Prancis Jules Bied mengembangkan semen bauksit dengan mengganti tanah liat dengan bauksit, karena kandungan aluminium oksidanya yang tinggi.

Sepanjang abad ke-20, berbagai upaya untuk meningkatkan mutu semen Portland mengarah pada pengembangan semen khusus seperti alumina tinggi dan berbagai jenis lainnya untuk kebutuhan konstruksi tertentu. Pada tahun 2007, produksi semen global mencapai sekitar 2 miliar ton per tahun. Pada bulan April 2023, para ilmuwan di Washington State University di AS menciptakan semen karbon-negatif baru dengan menggabungkan biochar yang ramah lingkungan.

Komposisi Semen

Komponen kimia utama semen Portland adalah kalsium oksida (CaO), silikon dioksida (SiO2), oksida besi (Fe2O3), dan aluminium oksida (Al2O3). Komponen mineral utamanya meliputi trikalsium silikat (C3S), dikalsium silikat (C2S), trikalsium aluminat (C3A), dan tetrakalsium aluminoferit (C4AF).

Reaksi Kimia dalam Semen
Ketika semen dicampur dengan air, serangkaian reaksi kimia terjadi, membentuk struktur padat. Reaksi utamanya adalah:
1. 3CaO·SiO2 + H2O → CaO·SiO2·H2O (gel) + Ca(OH)2
2. 2CaO·SiO2 + H2O → CaO·SiO2·H2O (gel) + Ca(OH)2
3. 3CaO·Al2O3 + 6H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O (tidak stabil)
3CaO·Al2O3 + 3CaSO4·2H2O + 26H2O → 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O (ettringit)
4. 4CaO·Al2O3·Fe2O3 + 7H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O + CaO·Fe2O3·H2O

Setting dan False Setting Semen

Pengerasan semen yang cepat mengacu pada pengerasan dini yang tidak normal atau pengerasan dini. Suhu tinggi dapat mendehidrasi gipsum, sehingga kehilangan kemampuannya untuk mengatur waktu pengerasan. Pengerasan palsu sering terjadi karena suhu tinggi selama penggilingan, yang menyebabkan gipsum mengalami dehidrasi menjadi hemihidrat. Ketika dicampur dengan air, hemihidrat bereaksi cepat membentuk struktur kristal, yang menyebabkan pasta mengeras. Semen alkali tinggi juga dapat mengalami pengerasan palsu karena pembentukan kalium sulfat dan kristal gipsum yang cepat. Tidak seperti pengerasan cepat, pengerasan palsu melepaskan panas minimal, dan pencampuran yang kuat dapat mengembalikan plastisitas pasta tanpa memengaruhi kekuatan.

Mengapa Anda perlu memakai masker debu ?

Dalam semen, salah satu komponen utamanya, silika dioksida (SiO2), menimbulkan risiko bagi kesehatan pekerja karena dapat terlepas dalam bentuk debu selama produksi dan penggunaan semen. Paparan debu silika dioksida dalam konsentrasi tinggi dalam jangka waktu lama dapat menyebabkan silikosis, penyakit paru-paru akibat kerja yang serius. Silikosis merusak jaringan paru-paru, menyebabkan gangguan pernapasan permanen dan disfungsi.

Oleh karena itu, saat menangani semen, pekerja perlu mengenakan masker yang sesuai untuk mencegah terhirupnya debu silika dioksida. Hal ini sangat penting terutama di lingkungan tempat semen memerlukan pemotongan atau penggilingan, karena konsentrasi debu mungkin lebih tinggi, sehingga memerlukan tindakan pencegahan tambahan untuk melindungi kesehatan pernapasan. Memilih jenis masker yang tepat dan memastikan masker terpasang dengan benar sangat penting untuk menyaring partikel debu dari udara secara efektif, sehingga mengurangi potensi dampak pada kesehatan pekerja.

Alasan mengapa masker BASE CAMP MASK cocok untuk pekerjaan semen terletak pada beberapa fitur utama:

1. Penyaringan Debu dan Partikel yang Efektif :

Filter BASE CAMP memiliki dua lapisan melt-blown dengan elektron penyerapan elektrostatik yang secara efektif menyaring hingga 99,6% partikel padat dan debu. Hal ini memungkinkan masker memberikan perlindungan yang efisien dari penyaringan partikel, menjadikannya masker wajah penyaringan konstruksi, cocok untuk pekerjaan semen.

2. Pengurangan Bau dan Gas :

Arang aktif dalam filter dapat menyerap sejumlah gas dan bau, membantu meningkatkan kualitas udara di lingkungan kerja. Pekerjaan semen dapat menghasilkan bau atau gas berbahaya tertentu, dan arang aktif dalam masker dapat bertindak sebagai pembersih, menyediakan lingkungan pernapasan yang lebih nyaman.

3. Kenyamanan dan Kemampuan Beradaptasi :

MASKER BASE CAMP dirancang dengan mengutamakan kenyamanan, masker BASE CAMP M Pro desain baru kami dilengkapi tali kepala yang dapat disesuaikan sepenuhnya dan klip hidung untuk memastikan pemakaian yang pas. Desain ini memberikan kemampuan adaptasi yang sangat baik, sehingga masker dapat dikenakan dalam waktu lama selama pengerjaan semen tanpa menimbulkan rasa tidak nyaman dan menjaganya tetap terpasang dengan pas.

Beton Ramah Lingkungan Baru yang Negatif Karbon

Para ilmuwan di Washington State University telah mengembangkan beton karbon-negatif baru dengan menggabungkan biochar yang ramah lingkungan. Beton ini mempertahankan kekuatan beton tradisional dan menawarkan isolasi yang lebih baik, sehingga mengurangi konsumsi energi dan emisi karbon. Mengingat industri semen global mengeluarkan sekitar 2,8 miliar ton CO2 setiap tahunnya, beton baru ini dapat secara signifikan mengurangi emisi karbon, yang menawarkan manfaat lingkungan dan ekonomi.

Diterbitkan dalam edisi terbaru " Materials Letters ," inovasi ini telah menarik perhatian dan pujian luas dari berbagai organisasi lingkungan global. Semen karbon-negatif ini diharapkan dapat diadopsi secara luas di masa mendatang, mendorong pembangunan berkelanjutan dalam industri semen dan berkontribusi pada upaya pengurangan karbon global.