## PENGARUH KANDUNGAN Na & K DARI FINE COAL DAN RAW MATERIAL TERHADAP NILAI ALKALI PADA KLINKER DAN SEMEN
PCC

## EFFECT OF Na & K CONTENT IN FINE COAL AND RAW MATERIAL TO ALKALI CONTENT OF CLINKER AND PCC CEMENT
Yulizar Yusuf * , Mutia Hanifah, Hermansyah Aziz
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas, Limau Manis, Kota padang, Sumater Barat, Indonesia, 25163
* email korespondensi : yulizaryusuf59@gmail.com

## Abstrak
Proses  pembuatan  Semen  PCC  membutuhkan raw  material berupa limestone , clay ,  pasir  silika,  dan pasir  besi  serta  bahan  bakar  berupa  batubara. Raw  material digiling  dalam  kiln  dibantu  dengan pembakaran  batubara  dengan  komposisi  tertentu  menghasilkan  klinker.  Proses  pembakaran  batubara menghasilkan limbah padat ( fine coal) yang kemungkinan dapat masuk ke dalam proses klinkerisasi. Raw  material maupun fine  coal memiliki  kandungan  alkali  dalam  bentuk  Na 2 O  dan  K 2 O  yang memiliki  batas  tertentu.  Jika  melebihi,  akan  menyebabkan  reaksi  alkali-sulfat  yang  mempengaruhi kualitas  semen  seperti  kuat  tekan  dan setting  time .  Penelitian  ini  dilakukan  untuk  menganalisis kandungan alkali  total  yang  ada pada raw material dan fine coal , pengaruhnya terhadap klinker  dan semen,  serta  kualitas  semen  PCC.  Pengujian  nilai  alkali  menggunakan  metode flame  photometry . Hasil menunjukkan bahwa alkali pasir besi menjadi penyumbang nilai alkali total pada klinker sebesar 1,42%  dibandingkan raw  material lainnya.  Kandungan  alkali  total fine  coal pada  kiln  mengandung alkali  total  sebesar 0,41%. Fine coal tidak berpengaruh signifikan terhadap nilai  alkali  pada klinker. Sedangkan  nilai  alkali  pada  klinker  cukup  signifikan  mempengaruhi  nilai  alkali  pada  semen. Kandungan alkali dari raw material dan fine coal mempengaruhi kuat tekan 28 hari, setting time awal, dan setting time akhir.
Kata kunci: fine coal , klinker, nilai alkali, raw material , semen PCC

## Abstract
PCC  cement  requires  raw  material  such  as  limestone,  clay,  silica  sand,  iron  sand,  and  coal  as  fuel. Raw material is milled in a kiln by burning the coal with certain composition to produce clinker. The process  of  burning  coal  produces  solid  waste  called  fine  coal  which  may  enter  the  clinkerization process.  Both  raw  material  and  fine  coal  contain  alkali  content  in  the  form  of  Na 2 O  and  K 2 O  has certain  rates.  If it exceeds,  will cause an alkali-sulfate reaction affects the quality of cement such as compressive strength and setting time. This research was conducted to analyze total alkali content in raw material and fine coal, its effect on clinker and cement, and on the quality of PCC. Alkali content is  analyze  using  flame  photometry  method.  The  results  showed  that  alkali  content  of  iron  sand contributed 1.42% to total alkali content of clinker compared to other raw materials. Fine coal in kiln contains  0.41%  total  alkali  content.  Fine  coal  has  no  significant  effect  on  alkali  content  of  clinker. While  alkali  content  of  clinker  significantly  affect  alkali  content  of  cement.  Alkali  content  of  raw material and fine coal affect the compressive strength 28 days, initial and final setting time.
Keywords: fine coal, clinker, alkali content, raw material, PCC cement

## PENDAHULUAN
Semen merupakan suatu perekat anorganik  yang  dapat  merekatkan  bahan-bahan padat  menjadi  satu  kesatuan  massa  yang  kokoh dan  dapat  membentuk  suatu  bangunan  dengan berbagai  macam  model.  Kemampuan  semen sebagai  perekat  ini  merupakan  contoh  konkrit perkembangan  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi yang  dengan  perlakuan  tertentu  bahan-bahan dari alam (tanah liat dan batu serta bahan-bahan pembantu  lainnya)  dicampur  dengan  komposisi tertentu  sehingga  membentuk  semen.  Bahan baku  ( raw  material) dalam  proses  pembuatan semen  adalah lime  stone , clay ,  pasir  besi,  dan pasir silika (Isnawati, 2015).
Proses pembuatan semen melewati tahapan  yaitu  pencampuran raw  material menjadi raw  mix ,  kalsinasi  awal  untuk memanaskan raw mix sebelum diumpan ke kiln, pembentukan  dan  pendinginan  klinker,  zona kalsinasi,  zona  transisi,  zona  pemijaran,  dan zona pendinginan. Proses pembakaran pada zona pemijaran  dilakukan  dengan  menggunakan bahan  bakar  batubara  berlangsung  pada  suhu 1.100-1450°C  (Tim  PT.  Semen  Padang,  n.d.). Proses  pada  zona  pemijaran  menyebabkan terjadinya  reaksi  antara  oksida-oksida  logam dalam raw  material menghasilkan  senyawa semen (C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF). Trikalsium silikat (C 3 S)  memberikan  andil  yang  besar  terhadap fungsi perekat dan dapat mengeras jika bereaksi dengan  air  sehingga  meingkatkan  kuat  tekan. Dikalsium  silkat  (C 2 S)  memberikan  ketahanan terhadap  serangan  zat  kimia  yang  tinggi  dan mempengaruhi kuat tekan pada umur yang lebih lama.  Trikalsium  aluminat  (C 3 A)  berfungsi sebagai  bahan  pelebur  pada tungku  pembakaran dan berkontribusi pada setting time. Tetrakalsium  aluminoferrit  (C 4 AF)  tidak  terlalu berpengaruh  terhadap  proses  pengerasan  semen namun berpengaruh terhadap warna pada semen (Andriani dkk., 2012).
Proses  pendinginan  kiln  menghasilkan butiran-butiram  kecil  bersuhu  ±  150°C  yang disebut  dengan  klinker.  Klinker  akan  digiling dan ditambahkan dengan gipsum yang berfungsi sebagai  retarder  menghasilkan  semen  Portland (Tim  PT.  Semen  Padang,  n.d.).  Semen  Portland yang  dicampurkan  dengan  bahan anorganik lain seperti  terak  tanur  tinggi,  pozzolan,  dan  batu kapur  dinamakan Portland  Composite  Cement
(PCC) untuk menghasilkan beton bermutu tinggi dan ramah lingkungan (Susanto dkk., 2019).
Pembakaran pada zona pemijaran menghasilkan  limbah  padat  yang  berukuran sangat kecil atau halus disebut sebagai fine coal . Fine coal digunakan dalam pembakaran kiln dan kemungkinan  dapat  masuk  ke  dalam  klinker sehingga mempengaruhi semen (ACI (American Concrete  Institute),  1993;  Tim  PT.  Semen Padang, n.d.).
Menurut  Huang  dan  Yan  (2019) raw material maupun fine coal tersebut mengandung senyawa  alkali  (Na  dan  K)  yang  nantinya  akan berpengaruh  terhadap  produk  semen.  Alkali tersebut  akan  bereaksi  dengan  sulfat  yang  ada dalam semen sebagai dua bentuk yaitu sulfat dan larutan  dalam  silikat/aluminat  dalam  klinker. Apabila senyawa tersebut dalam semen memiliki konsentrasi yang besar akan mempengaruhi  kualitas  semen  dilihat  dari sifatnya,  seperti  menurunnya  kuat  tekan  semen, mempercepat  hidrasi  awal  semen  namun mengurangi  hidrasi  di  kemudian  hari,  dan mempengaruhi  kinerja  dari  semen  untuk menghasilkan  beton  dan  mortar.  Jika  kualitas semen  tersebut  dipengaruhi  dalam  segi  sifat fisika  maupun  mekanik,  kemungkinan  akan mengurangi  penjualan  dari  semen  dikarenakan kualitas  yang  dihasilkan  buruk  (Badan  Standar Nasional,  2017;  Li  dkk.,  2016;  Magalhães  dkk., 2019).  Produk  semen  yang  dihasilkan  dari  segi fisik  akan  menimbulkan  retak-retak  rambut  dan diperkirakan  disebabkan  oleh  meningkatnya kandungan  alkali  dalam  semen  dari  nilai  yang disyaratkan konsumen (0,6 %).
Kualitas  semen  PCC  sangat  ditentukan oleh sifat fisika kuat tekan dan setting time . Kuat tekan dan setting time semen PCC sebagaimana yang diatur dalam SNI adalah sebagai berikut:
Tabel 1. Sifat Fisika Semen PCC No. Uraian Nilai 1. Kuat tekan Umur 3 hari, kg/cm 2 , minimum Umur 7 hari, kg/cm 2 , minimum Umur 28 hari, kg/cm 2 , minimum 125 200 280 2. Setting Time dengan alat Vicat Awal, menit, minimum Akhir, menit, maksimum 45 375 (Badan Standarisasi Nasional, 2004)
64 | Jurnal Zarah , Vol. 11 No. 2 (2023)
Berdasarkan kemungkinan penyebab retak-retak  rambut  oleh  kandungan  alkali tersebut,  maka  dilakukan  penelitian  untuk menguji dan menganalisis kandungan alkali dari fine coal, raw material , klinker, dan semen serta melihat  pengaruh  nilai  alkali  tersebut  terhadap kualitas  semen  PCC  dari  segi  kuat  tekan  dan setting time .

## METODE PENELITIAN

## Bahan Kimia, Peralatan, dan Instrumentasi
Bahan-bahan  yang  digunakan  adalah kantong  plastik, lime  stone,  clay ,  pasir  besi, pasir  silika,  klinker,    dan  semen  PCC  produksi Pabrik Indarung V PT. Semen Padang, fine coal Pabrik  Indarung  V, fine  coal dari  3  sumber utama  pemasok  batubara  (Muaro  Tebo,  Muaro Bungo,  dan  Sarolangun),  NH 4 OH,  HCl  1:1, akuades,  NaOH  1%,  indikator  Metil  Orange, BaCl2 10%, NaCl, KCl, kertas saring (Whattman 40, 41, dan 42), dan pasir otawa.
Alat-alat  yang  digunakan  adalah  neraca analitik  digital  (Sartorius  TE  214S),  alat  Vicat beserta  cincin,  mesin  pengaduk  (Toni  Technik) lengkap  dengan  mangkuk  dan  pengaduk,  pisau aduk segitiga, alat uji kuat tekan (Toni Technik), cetakan (5×5×5) cm 3 , X-ray Fluorescence (XRF, Rigaku  Nex  CG), bowl  mill, spatula,  cawan porselen,  furnace  800°C  (Carbolite  CWF  1300) dan  1.000°C  (Carbolite  RHF  1600),  magnetic bar,  hot  plate,  cawan  platina,  penangas, minimum  free  space  oven ,  kawat,  krus  silika, flame  photometer (JENWAY),  dan  peralatan gelas lainnya.
Prosedur Penelitian

## Preparasi Sampel
Sampel raw  material ( lime  stone,  clay , pasir besi, pasir silika), klinker, dan semen PCC diambil dari proses pada Pabrik Indarung V PT. Semen  Padang.  Sampel fine  coal diambil  dari coal mill Pabrik Indarung V PT. Semen Padang. Masing-masing  sampel  disimpan  di  dalam plastik  dan  diberi  kode  berupa  tanggal  dan tempat  pengambilan  sampel.  Sampel raw material dikeringkan  di  dalam  oven  bersuhu tinggi  selama  3  jam  dan  digiling  menggunakan bowl  mill .  Setelah  itu,  dilakukan  proses pengabuan  sampel fine  coal pada furnace dengan  suhu  900°C  selama  4  jam,  dan didinginkan selama 30 menit.
Uji Kandungan Mineral Sampel Menggunakan XRF
Komposisi  kimia  dari  masing-masing sampel diukur menggunakan XRF. Sampel yang telah halus ditimbang sebanyak 5 g, dimasukkan ke  dalam  kapsul,  dan  diratakan  agar  menutupi dasar  kapsul.  Kemudian  diletakkan  ke  dalam alat XRF dan ditunggu hingga pengujian selesai.

## Uji Alkali
Penentuan  nilai  alkali  dalam  bentuk Na 2 O  dan  K 2 O  menggunakan  metode Flame photometry . Penentuan alkali ini dilakukan pada sampel fine  coal yang  berasal  dari  3  sumber, fine coal, raw material , klinker, dan semen.

## Persiapan  Larutan  (Larutan  Induk  Natrium – Kalium)
NaCl  dan  KCl  padat  dikeringkan  pada suhu  105°C  selama  beberapa  jam.  Kemudian ditimbang  NaCl  sebanyak  1,8858  g  serta  KCl sebanyak  1,5830  g  dan  dilarutkan  dalam akuades.  Larutan  diencerkan  hingga  1  L  dalam labu ukur dan dihomogenkan. Larutan induk ini setara dengan 1.000 mg/L masing-masing untuk Na dan K.

## Pembuatan Larutan Intermediet
Larutan  induk  Na  dan  K  1.000  mg/L diambil  sebanyak  10  mL  kemudian  diencerkan dalam labu ukur 100 mL.
Pembuatan  Larutan  Standar  Na  dan  K Konsentrasi 0; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; dan 2,8 mg/L.
Larutan  intermediet  Na  dan  K  100  mg/L diambil  dengan  volume  tertentu  dan  diencerkan dalam  labu  ukur  100  mL  untuk  menghasilkan deret  larutan  standar  Na  dan  K  0;  0,4;  0,8;  1,2; 1,6; 2,0; 2,4; dan 2,8 mg/L.

## Preparasi Sampel untuk Uji Alkali
Sampel ditimbang sebanyak 0,2000 g dan dilarutkan dengan akuades. Ditambahkan 10 mL HCl  1:1  lalu  dipanaskan.  Setelah  larutan mendidih,  ditambahkan  akuades  panas  hingga volume  larutan  menjadi  50  mL.  Larutan  yang mendidih disaring ke labu ukur 250  mL dengan kertas  saring  berpori  medium  (Whattman  40) dan  dicuci  dengan  akuades  panas.  Filtrat didinginkan  dan  diencerkan  hingga  tanda  batas dengan akuades.

## Pengukuran dengan Flame Photometer
Masing-masing  larutan  standar  dan larutan  sampel  diukur  kadar  Na 2 O  dan  K 2 O menggunakan flame  photometer dimulai  dari
konsentrasi rendah ke tinggi. Nilai yang muncul pada  alat  merupakan  nilai  emisi  dari  logam alkali yang diuji. Untuk menentukan konsentrasi dari Na 2 O dan K 2 O digunakan rumus:
Alkali total = % Na + 0,658 × % K
Dimana:
FP = Faktor Pengenceran
Selanjutnya nilai alkali total dari Na 2 O dan K 2 O disebut sebagai nilai alkali total.

## Uji Sifat Fisika Semen PCC

## Uji Kuat Tekan
Semen  ditimbang  sebanyak  500  g  dan pasir  otawa  ditimbang  sebanyak  1.375  g, dimasukkan  20  mL  air  ke  dalam mixer , dimasukkan  semen  ke  dalam mixer, dilanjutkan dengan  pasir  otawa  yang  dimasukkan  secara perlahan  sambil  diaduk.  Hasil  pengadukan  ini disebut  dengan  mortar.  Diisikan  adukan  mortar ke  dalam mould (cetakan  (5x5x5)  cm 3 )  hingga setengah  isi mould ,  selanjutnya  ditumbuk sebanyak  32  kali  dengan  menggunakan tamper . Diisikan kembali adukan mortar ke dalam mould hingga  penuh,  ditumbuk  sebanyak  32  kali. Permukaan mould diratakan menggunakan pisau aduk  segitiga,  lalu  disimpan  di  ruang  lembab ( curing  chamber )  ±  24  jam.  Setelah  itu,  dibuka cetakan dan dilakukan perendaman ke dalam air perendam  pada curing  chamber yang  mana airnya harus terjaga kebersihannya dan merupakan larutan jenuh kapur padam (Ca(OH) 2 ).
Dilakukan  pengujian  apabila  benda  uji telah  dikeluarkan  dari  perendaman  untuk pengujian  3,  7,  dan  28  hari.  Dibersihkan  benda uji  dengan  kain  lembab  yang  bersih  sampai kondisi permukaan kering dan hilangkan butiran pasir  atau  lapisan  kasar  dari  permukaan  yang akan  kontak  dengan  landasan  blok  mesin  uji.
Dilakukan  penekanan  benda  uji  dengan  alat penekan yang telah dikalibrasi dengan kecepatan penekanan  yang  ditetapkan  sedemikian  rupa sehingga  tekanan  maksimum  tercapai  dalam waktu  20-80  detik  dengan  beban  tekanan  pada permukaan yang betul-betul rata.

## Uji Setting Time
Sampel  semen  ditimbang  sebanyak  650 g. Kemudian dimasukkan air ke dalam mangkuk aduk,  dimasukkan  sampel  semen  dan  ditunggu selama  30  detik  agar  air  terserap.  Kemudian dijalankan  pengaduk  dengan  kecepatan  rendah selama 30 detik, dihentikan pengaduk selama 15 detik sambil dikumpulkan pasta yang menempel pada dinding mangkuk, dan pengaduk dijalankan  kembali  pada  kecepatan  sedang selama  1  menit  agar  lebih  sempurna.  Kemudian pengaduk  dihentikan  dan  diambil  pasta  dengan tangan  untuk  membentuk  pasta  menjadi  bola dengan  6  kali  lemparan  menggunakan  kedua tangan.
Setelah terbentuk bola pasta, dimasukkan ke  dalam  lubang  cincin,  dan  kelebihan  pasta  di lubang  cincing  dipotong  menggunakan  pisau aduk segitiga pada permukaan cincin. Kemudian dilakukan penetrasi menggunakan jarum vicat (d =  1  mm).  Waktu  pengikatan  awal  (menit) menunjukkan waktu jika jarum vicat menembus 25 mm dan waktu pengikatan akhir (menit), jika jarum tidak menembus dan tidak berbatas.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Preparasi Sampel
Hasil  preparasi  sampel raw  material , klinker,  dan  semen  menghasilkan  sampel berbentuk  bubuk  halus.  Sedangkan  sampel fine coal dalam bentuk abu halus. Sampel siap untuk diuji.

## Uji Kandungan Mineral Sampel
Pengujian  kandungan  mineral  sampel digunakan  untuk  melihat  komposisi  komponen utama yang dibutuhkan dalam pembuatan semen menggunakan  XRF.  Komposisi  oksida-oksida logam  dari  masing-masing  sampel  dapat  dilihat pada Tabel 2.

## Tabel 2. Komposisi Komponen
Sampel
Komposisi komponen (%)
SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO Na 2 O K 2 O Lime stone 3,14 0,65 0,55 51,06 0,49 0,04 0,01 Clay 38,13 28,73 12,59 0,22 0,04 0,07 0,18 Pasir Besi 23,11 3,47 59,17 3,04 0,66 0,12 0,23 Pasir Silika 66,64 11,96 5,66 3,38 0,52 0,10 0,55 Klinker 19,14 5,44 3,59 64,64 1,26 0,18 0,33 Semen 23,22 6,51 3,06 60,06 0,94 0,18 0,66
66 | Jurnal Zarah , Vol. 11 No. 2 (2023)
Komponen  utama  CaO  memiliki  fungsi pengikatan yang mempengaruhi kekuatan semen,  Al 2 O 3 berfungsi  mempercepat  proses pengerasan  semen,  SiO 2 berfungsi  sebagai  filler yang mempengaruhi kekuatan semen, dan Fe 2 O 3 berfungsi  mempengaruhi  kuat  tekan  (Irawan, 2017).

## Uji Alkali
Fine Coal dari 3 Sumber Pengujian  kandungan alkali fine  coal dari sumber  pemasok  batubara  PT.  Semen  Padang bertujuan untuk menunjang pengujian alkali fine coal yang  digunakan  pada  pembakaran  kiln.
Fine coal yang digunakan diambil dari 3 sumber pemasok,  yaitu  batubara  Muaro  Bungo,  Muaro Tebo,  dan  Sarolangun,  Provinsi  Jambi.  Nilai alkali dalam bentuk Na 2 O pada fine coal Muaro Bungo,  Muaro  Tebo,  dan  Sarolangun  secara berturut-turut adalah  0,07%,  0,12%,  dan  0,19%. Sedangkan nilai alkali dalam bentuk K 2 O secara berturu-turut adalah 0,27%, 0,19%, dan 0,11%.
Gambar 1. Perbandingan nilai kandungan alkali total fine coal dari 3 sumber Ket  :  MB  :  Muaro  Bungo,  MT  :  Muaro  Tebo,  S  : Sarolangun
Berdasarkan  Gambar  1,  dapat  dilihat bahwa fine  coal yang  berasal  dari  tiga  sumber pasokan  batubara  PT.  Semen  Padang  memiliki nilai  kandungan  alkali  total  yang  hampir  sama. Hal ini menandakan batubara dari ketiga sumber tersebut  dapat  digunakan  secara  bersamaan sehingga  dapat  mengoptimalkan  pembakaran kiln  dalam  proses  klinkerisasi  dan  dapat memudahkan  menganalisa  pengaruh  alkali fine coal terhadap nilai alkali dari klinker dan semen.
Pengaruh  Alkali  Fine  Coal  terhadap  Nilai Alkali Klinker
Fine  coal yang  berada  di  area  kiln produksi semen, diambil untuk melihat kandungan  alkali  pada fine  coal tersebut  dan
pengaruhnya  terhadap  nilai  alkali  pada  klinker. Kemungkinan fine  coal dapat  mempengaruhi nilai alkali pada klinker karena masuk ke dalam proses  klinkerisasi  pada  kiln  melalui fhister . Fhister merupakan jalur masuknya batubara dari coal mill untuk mengumpan bara ke dalam kiln. Fhister dibakar  dengan  bantuan  solar  dan  gas sehingga  dapat  menghasilkan  pembakaran  yang optimal  pada  kiln.  Proses  tersebut  dapat menyebabkan fine  coal masuk  ke  dalam  proses klinkerisasi  dan  bercampur  bersama  semen (Susanto dkk., 2019). Oleh karena itu dilakukan pengujian  dan  pengecekan  nilai  alkali  dari fine coal .
Gambar 2. Pengaruh Alkali Fine Coal terhadap Nilai Alkali Klinker Berdasarkan  pengukuran,  nilai  alkali fine coal berkisar  antara  0,41-1,23%  dan  rata-rata nilai  alkali fine  coal berdasarkan  pengujian menggunakan flame  photometry adalah  sebesar 0,41%.  Sedangkan  untuk  nilai  alkali  klinker berkisar antara 0,38-0,42%.
Berdasarkan  Gambar  2,  dapat  dilihat pengaruh  alkali fine  coal terhadap  nilai  alkali klinker. Semakin besar nilai alkali total fine coal semakin  kecil  nilai  alkali  total  pada  klinker namun tidak signifikan. Nilai koefisien determinasi menghasilkan nilai koefisien korelasi  sebesar  0,7937.  Dari  nilai  koefisien korelasi  tersebut  menunjukkan  bahwa fine  coal bukan  termasuk  penyumbang  utama  terhadap nilai  alkali  klinker.  Hal  ini  dapat  disebabkan oleh fine  coal yang  masuk  ke  kiln  memiliki kadar  yang  sedikit  dibandingkan  dengan  bahan- bahan  lain  yang  digiling  untuk  menghasilkan klinker (Tim PT. Semen Padang, n.d.). Fine coal yang  masuk  ke  dalam  proses  klinkerisasi diharapkan sedikit hingga tidak ada karena akan mempengaruhi kualitas semen.

## Pengaruh  Alkali  Raw  Material  terhadap Nilai Alkali Klinker
Pengujian  kandungan  alkali raw  material dilakukan  untuk  mengetahui  raw  material  yang menjadi  penyumbang  nilai  alkali  pada  klinker.
Berikut  merupakan  kandungan  alkali  dari masing-masing raw  material yang  diukur dengan flame photometer .
Gambar 3. Nilai Kandungan Alkali Raw Material
Berdasarkan  Gambar  3,  nilai  alkali terbesar adalah pada pasir besi. Maka, pasir besi termasuk  penyumbang  alkali  yang  dominan mempengaruhi  nilai  alkali  pada  klinker  dan semen  walaupun  penggunaan  pasir  besi  dalam semen  sebanyak  1-2%  dari  keseluruhan raw material. Kandungan  alkali  yang  ada  dalam pasir besi dalam bentuk Na 2 O adalah 0,73% dan dalam bentuk K 2 O adalah 1,05%.

## Pengaruh Nilai Alkali Klinker terhadap Nilai
Alkali Semen
Setelah  melihat  pengaruh  alkali fine  coal dan raw  material semen  terhadap  klinker,  juga perlu  dilihat  pengaruh  alkali  klinker  tersebut terhadap  nilai  alkali  pada  semen.  Nilai  alkali pada  semen  yang  dianalisa  dengan flame photometry .  Pengaruh  nilai  alkali  klinker terhadap  nilai  alkali  pada  semen  dapat  dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Pengaruh Nilai Alkali Klinker Terhadap Nilai Alkali Semen
Pengujian nilai alkali dengan uji menggunakan flame  photometry menunjukkan nilai alkali total klinker rata-rata sebesar 0,40 % dan nilai alkali total rata-rata semen sebesar 0,34 %.  Nilai  alkali  total  semen  masih  berada  pada rentang  nilai  alkali  yang  disyaratkan  yaitu maksimum 0,6%.
Berdasarkan  Gambar  4.  terlihat  bahwa nilai alkali klinker cukup signifikan
mempengaruhi  nilai  alkali  semen.  Hal  ini disebabkan  karena  pada  proses  penggilingan semen  dari  klinker  akan  ditambahkan  material lain  seperti  pozzolan,  gipsum  dan  material tambahan  lain.  Kemungkinan  material  lain  juga memiliki kandungan alkali yang dapat mempengaruhi nilai alkali pada semen.
Menurut  Tjokrodimuljo  (1996),  Pozzolan berperan  sebagai  pengganti  sebagian  semen Portland  dan  akan  menjadikan  beton  menjadi lebih  mudah  diaduk,  lebih  rapat  air  dan  lebih tahan  terhadap  serangan  kimia.  Beberapa pozzolan  dapat  mengurangi  pemuaian  akibat proses alkali-agregat (reaksi alkali dalam semen dengan  silika  dalam  agregat),  dengan  demikian mengurangi  retak-retak  beton  akibat  reaksi tersebut  (Susanto  et  al.,  2019).  Sedangkan gipsum  berperan  sebagai retarder yang  dapat mengatur waktu pengikatan. Menurut Budiawan et  al.,  gipsum  juga  dapat  mempengaruhi  kuat tekan  baik  itu  nilai  kuat  tekan  maupun perkembangan kuat tekan.

## Uji Kuat Tekan
Pengujian  kuat  tekan  semen  dilakukan dengan  mengukur  kekuatan  mortar  terhadap beban  yang  diberikan  (Badan  Standarisasi Nasional, 2002).

## Gambar 5. Pengaruh nilai alkali semen terhadap kuat tekan semen
Berdasarkan  Gambar  5  terlihat  bahwa nilai  alkali  semen  yang  telah  diuji  sangat berpengaruh  terhadap  kuat  tekan  28  hari ditunjukkan  dengan  koefisien  korelasi  (r) sebesar  0,8131  yang  didapat  dari  koefisien determinasi (R 2 ) sebesar 0.6611.
Nilai alkali total semen 0,35% menghasilkan  kuat  tekan  semen  3  hari  sebesar 168 kg/cm 2 , kuat tekan semen 7 hari sebesar 244 kg/cm 2 ,  dan  kuat  tekan  semen  sebesar  327 kg/cm 2 .  Kuat  tekan  semen  3,  7,  dan  28  hari
68 | Jurnal Zarah , Vol. 11 No. 2 (2023)
menunjukkan nilai yang memenuhi syarat fisika kuat  tekan  semen.  Kuat  tekan  semen  yang optimal  dihasilkan  saat  nilai  alkali  total  0,32% pada 3, 7, dan 28 hari.
Kandungan  alkali  pada  semen  juga  dapat menjadi  faktor  sensitif  yang  mempengaruhi fresh  dan  sifat  kekuatan  beton.  Ketika kandungan  alkali  dari  semen  meningkat  atau total alkali dari  beton meningkat akan berdampak  pada  penurunan  kinerja  campuran semen  dan  mengurangi  kuat  tekan.  Menurut  Li dkk  (2016),  hal  ini  terjadi  karena  terbentuknya mikrostruktur berpori yang menyebabkan adanya  gel  C-S-H  (kalsium  silika  hidrat)  yang akan  membuat  kuat  tekan  rendah  (Ma  dkk., 2018). Gel C-S-H terbentuk akibat reaksi antara semen  dengan  air  yang  menyebabkan  C 3 S mengalami  reaksi  hidrasi.  Reaksi  hidrasi  pada C 3 S  akan  membuat  semen  menjadi  mengeras dan  berfungsi  sebagai  perekat  sehingga  dapat meningkatkan kuat tekan.
Kuat  tekan  semen  dipengaruhi  oleh senyawa C 3 S, C 2 S, dan C 3 A. C 3 S mempengaruhi perkembangan  pada  kuat  tekan  awal,  C 2 S mempengaruhi kuat tekan pada umur yang lebih lama, dan C 3 A mempengaruhi kuat tekan sampai pada umur 28 hari (Badan Standarisasi Nasional, 2002; Purnawan dkk., 2018).

## Uji Setting Time
Pengujian  waktu  pengikatan  dilakukan dengan  mengukur  kedalaman  penetrasi  jarum terhadap  adonan  semen  yang  dibentuk  menjadi mortar. Waktu pengikatan semen dibagi menjadi dua,  yaitu  waktu  pengikatan  awal  dan  waktu pengikatan akhir yang disyaratkan nilainya pada SNI.
Setting  time awal  dilihat  saat  semen ditambahkan  air  dari  kondisi  plastis  hingga menjadi  tidak  plastis.  Sedangkan  setting  time akhir dilihat saat semen dicampurkan dengan air hingga  mencapai  kekakuan  penuh  ditandai dengan  jarum  Vicat  tidak  dapat  menembus mortar. Berikut merupakan pengaruh nilai alkali semen  terhadap  waktu  pengikatan  ( setting  time ) semen.

## Gambar 6. Pengaruh nilai alkali semen terhadap Setting time semen
Berdasarkan  Gambar  6  menunjukkan semakin  besar  nilai  alkali  semen,  maka setting time akan  besar  pula. Koefisien  determinasi  (R 2 =  0,9868)  menghasilkan  koefisien  korelasi  (r) sebesar  0,9934  menunjukkan  nilai  alkali  semen mempengaruhi setting  time semen  secara signifikan.  Ketika  semen  bercampur  dengan air, maka  alkali  yang  ada  akan  bereaksi  dan menghasilkan ion alkali berupa Na + dan K + yang masuk ke dalam fasa liquid sistem hidrasi maka akan terjadi pengikatan dan mengeras (Magalhães dkk., 2019; Yusuf dkk., 2020).
Semakin  besar  nilai  alkali,  maka  akan terjadi peningkatan laju hidrasi yang menyebabkan  pengikatan  semen  semakin  besar. Hal  ini  disebabkan  karena  terjadi  peningkatan kelarutan  senyawa  C 3 A  yang  berpengaruh terhadap setting  time ,  laju  kelarutan  fasa  C 3 S, dan  pengendapan  fasa  terhidrasi  (Magalhães  et al.,  2019). Setting  time awal  yang  terbaik dihasilkan oleh kandungan alkali sebesar 0,35% adalah  140  menit  dan setting  time akhir  selama 205  menit. Setting  time awal  maupun  akhir menunjukkan  nilai  yang  sesuai  dengan  syarat fisika setting time semen menurut SNI.

## KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa penyumbang  nilai  alkali  terbesar  pada  semen berasal  dari raw  material terutama  pasir  besi. Nilai  alkali fine  coal tidak  berpengaruh signifikan  terhadap  nilai  alkali  pada  klinker. Nilai  alkali  pada  klinker  cukup  signifikan mempengaruhi  nilai  alkali  pada  semen.  Nilai alkali  dari  variasi  sampel  semen  yang  diambil berkisar  antara  0,31-0,35%  dan  menunjukkan nilai  yang  berada  dalam  rentang  nilai  yang disyaratkan  oleh  konsumen  PT.  Semen  Padang. Kandungan  alkali  dari raw  material dan fine coal dapat  mempengaruhi  kuat  tekan  semen PCC  pada  28  hari  dan  sangat  mempengaruhi setting time awal dan akhir semen PCC.

## DAFTAR RUJUKAN
ACI (American Concrete Institute). (1993).
Manual of concrete practice, part 1. In Aci Vol. 552. Andriani, A., Yuliet, R., & Fernandez, F. L. (2012). Pengaruh Penggunaan Semen
Sebagai Bahan Stabilisasi Pada Tanah Lempung Daerah Lambung Bukit
Terhadap Nilai Cbr Tanah. Jurnal Rekayasa Sipil (JRS-Unand) , Vol. 8 No. 1, 29. Badan Standar Nasional. (2017). SNI ISO 17025:2017 . Badan Standarisasi Nasional. (2002). SNI 03- 6820-2002 . Badan Standarisasi Nasional. (2004). SNI 15- 7064-2004 Semen Portland Komposit. Badan Standar Nasional Indonesia . Huang, L., & Yan, P. (2019). Effect of alkali content in cement on its hydration kinetics and mechanical properties. Construction and Building Materials , Vol. 228. Irawan, R. R. (2017). Kajian Sifat Kimia, Fisika,
Dan Mekanik Semen Portland Di
Indonesia. Jurnal Jalan-Jembatan , Vol. 34 No. 2, 79–90. Isnawati. (2015). PENGARUH PENAMBAHAN AGREGAT LIMBAH PLASTIK TERHADAP KUAT TEKAN BETON . UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR. Li, Z., Afshinnia, K., & Rangaraju, P. R. (2016). Effect of alkali content of cement on properties of high performance cementitious mortar. Construction and
Building Materials , Vol. 102, 631–639.
Ma, Y., & Qian, J. (2018). Influence of alkali sulfates in clinker on the hydration and hardening of Portland cement.
Construction and Building Materials , Vol.
180, 351–363.
Magalhães, M. da S., Faleschini, F., Pellegrino, C., & Brunelli, K. (2019). Influence of
alkali addition on the setting and mechanical behavior of cement pastes and mortars with electric arc furnace dust.
Construction and Building Materials , Vo. 214, 413–419.
Purnawan, I., & Prabowo, A. (2018). Pengaruh Penambahan Limestone terhadap Kuat Tekan Semen Portland Komposit. Jurnal Rekayasa Proses , Vol. 11 No. 2, hal. 86. Susanto, D., Djauhari, Z., & Olivia, M. (2019). Karakteristik Beton Portland Composite
Cement (PCC) Dan Silica Fume Untuk
Aplikasi Struktur di Daerah Laut. Jurnal Rekayasa Sipil (JRS-Unand) , Vol. 15 No. 1.
Tim PT. Semen Padang. (n.d.). Teknologi Semen . Yusuf, Y., Savitri, V. F., & Aziz, H. (2020). Pengaruh Penggunaan Fly Ash dari Berbagai Sumber terhadap Sifat Kimia dan
Sifat Fisika pada Semen Tipe I (OPC). Univeritas Andalas , Vol. 11.