Email: harto_berg@yahoo.com DOI: http://dx.doi.org/10.37209/jtbbt.v10i1.167

## PENGARUH PENGGUNAAN BATU BASALT LAMPUNG DAN BATUBARA DALAM BAHAN BAKU TERHADAP KARAKTERISTIK KLINKER

## THE EFFECT OF THE USE OF BASALT STONE FROM LAMPUNG AND COAL IN RAW MATERIAL ON CLINKER CHARACTERISTIC
Suharto *1 , Muhammad Amin 1 , Muhammad Al Muttaqii 1 , Syafriadi 2 dan Kiki Nurwanti 2
1 Balai Penelitian Teknologi Mineral – Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Jl. Ir. Sutami Km. 15 Tanjung Bintang, Lampung Selatan, Indonesia
2 Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung, Jl. Prof. Dr. Soemantri Brojonegoro No.1 Gedung Meneng, Bandar Lampung 35145, Lampung, Indonesia
Diterima: 21 April 2020 Direvisi: 13 Mei 2020 Disetujui: 29 Juni 2020

## ABSTRAK
Batu  basalt  Lampung  telah  diuji  potensinya  sebagai  pengganti  sebagian  bahan  baku  utama pembuatan  klinker  semen.  Batu  basalt  tersebut  memiliki  mineral-mineral  dalam  fase anorthite , augit e , dan albite yang diperlukan pada pembentukan klinker. Pada penelitian ini, bahan baku utama adalah batu kapur 80%, pasir silika 10%, tanah liat 9% dan pasir besi 1%. Campuran bahan baku klinker adalah 90% atau 80% bahan baku utama dan 10% atau 20% batu basalt. Efek penambahan batubara ke dalam bahan baku  klinker  juga  dipelajari  untuk  melihat  kemungkinan  kenaikan  temperatur  klinkerisasi  di  dalam campuran bahan baku, dan sekaligus untuk melihat efek abu batubara terhadap komposisi klinker. Klinker hasil pemanasan bahan baku pada temperatur 1100 o C memiliki LSF 94,1% dan 95,1% (lama pemanasan 1  dan  3  jam).  Jika  pemanasan  dilakukan  pada  1200 o C,  klinker  memilik  LSF  97,7%  dan  98,00%  (lama pemanasan  2  dan  3  jam).  Tergantung  pada  temperatur  dan  lama  pemanasan,  klinker  hasil  percobaan  ini umumnya  memiliki  SM  2,18-2,40%,  dan  AM  antara  0,78-1,80%.  Karakterisasi  dengan  XRD menunjukkan bahwa klinker terdiri dari fase larnite dan gehlenite , dan didominasi CaO.
Kata kunci : pemanfaatan batu basalt, karakterisasi klinker, temperatur pemanasan, penambahan batubara

## ABSTRACT
Experimental  study  on  the  use  of  basalt  stone  originated  from  Lampung  has  been  conducted  to evaluate its potential for a partial substitute of raw material in production of cement clinker. The basalt stone contains minerals of anorthite, augite, and albite phases that are required for clinker formation. In this study, the main raw materials were 80% limestone, 10% silica sand, 9% clay and 1% iron sand. The raw material in these experiments were mixtures 90% or 80% of the main raw material and 10% or 20% of  basalt  stone.  The  effect  of  adding  coal  to  raw  materials  was  also  studied  to  see  the  possibility  of  an increase  in  clinkerization  temperature  inside  the  raw  material  mixture,  and at  the  same  time  to  see  the effect  of  coal  ash  on  clinker  composition.  Clinker  obtained  from  heating  of  raw  materials  at  a temperature of 1100 o C had LSF of 94.1% and 95.1% (heating time of 1 and 3 hours). If heating is carried out  at  1200 o C,  the  clinker  had  LSF  of  97.7%  and  98.0%  (heating  time  of  2  and  3  hours,  respectively). Depending on the temperature and duration of heating, the  clinker mostly had SM in the range of 2.18- 2.40%  ,  and  AM  in  the  range  of  0,78-1.80%.  Characterization  using  XRD  showed  that  the  clinker consisted of larnite and gehlenite phases, and dominated by CaO.
Keywords : utilization of basalt stone, clinker characterization, heating temperature, addition of coal

## PENDAHULUAN
Produksi  klinker  untuk  pembuatan  semen adalah  proses  yang  kompleks  karena  banyaknya komponen dan fase dalam proses  pembuatannya. Bahan  baku  pembuatan  klinker  adalah  batu kapur,  pasir  silika,  tanah  liat  dan  pasir  besi, dengan  penggunaan  batu  kapur  antara  75-90% [1].  Dengan  bahan  baku  dari  berbagai  sumber, kualitas  klinker semen harus  dikontrol agar  tetap memenuhi  standar.  Kualitas  semen  dinyatakan dengan  parameter: Lime  Saturation  Factor (LSF), Silica  Modulus (SM), Alumina  Modulus (AM), Tricalcium Silicat (C 3 S), Dicalcium Silicat
C 2 S, Tricalcium Aluminate (C 3 A) dan Tetracalcium  Aluminoferrite (C 4 AF).  Parameter- parameter  ini  diperoleh  dari  analisis X-Ray Flourencence (XRF) [2].
Penggunaan  batu  kapur  untuk  produksi semen  mencapai  87,4%  dari  konsumsi  totalnya sebesar  5.047.263  ton.  Karena  itu,  saat  ini  telah banyak  penelitian  yang  ditujukan  untuk  mencari bahan  baku  alternatif  agar  produksi  semen  tetap berjalan dengan baik pada masa mendatang [3].
Batu  basalt  skoria  dapat  dijadikan  sebagai bahan  baku  pengganti  yang  ditambahkan  untuk mengurangi  konsumsi  batu  kapur  dalam  proses produksi semen tipe I dan tipe PCC. Penggunaan batu basalt skoria sebanyak 1-10% sebagai bahan tambahan  untuk  produksi  semen  tipe  I  yang memenuhi  SNI  15-2049-2004  dan  tipe  PCC sesuai dengan SNI No. 7064-2004. Uji kuat tekan maksimum  semen  tipe-I,  394  kg/cm 2 dapat dihasilkan dari penambahan batu basalt 3%. Batu basalt skoria dinyatakan memiliki potensi sebagai bahan  baku  klinker  dan  juga  mengurangi konsumsi  energi  pada  proses  produksi  klinker [4].  Selain  batu  basalt,    ada    beberapa    batuan yang    dapat  digunakan  sebagai  bahan  baku pengganti    membuat  produk  klinker  seperti feldspar, tras , dan slag .
Semen  adalah  bahan  pengikat  yang berbentuk  serbuk  halus.  Jika  dicampur  dengan air,  semen  mengalami  reaksi  hidrasi  dan mengikat  bahan-bahan  padat  lainnya  menjadi satu  kesatuan  massa  yang  kokoh.  Bahan  baku utama  semen  adalah  oksida  kapur  (CaCO 3 ), oksida silika (SiO 2 ), oksida alumina (Al 2 O 3 ), dan oksida  besi  (Fe 2 O 3 ).  Komponen  CaO  dan  SiO 2 memberi  pengaruh  terhadap  kuat  tekan  semen. Komponen  Al 2 O 3 dan  Fe 2 O 3 dapat  menurunkan temperatur sintering pada  proses  pembentukan klinker.
Batu  basalt  hingga  saat  ini  belum dimanfaatkan  secara  maksimal.  Ketersediaan batu basalt skoria di Provinsi Lampung mencapai 338  juta  m 3 yang  tersebar  di  berbagai  kabupaten [5].  Pemanfaatan  batu  basalt  ini  masih  terbatas oleh  penduduk  setempat  sebagai  bahan  fondasi rumah tinggal.
Mengingat  ketersediaannya  di  Lampung dan  pemanfaatannya  masih  rendah,  penelitian dan  pengembangan  pemanfaatan  batu  basalt dalam  produksi  klinker  semen  sangat  perlu dilakukan. Di samping batu basalt, batubara lokal juga  tersedia  di  beberapa  lokasi  di  Lampung. Penelitian  ditujukan  untuk  mengkaji  potensi pemanfaatan  batu  basalt  sebagai  bahan  baku substitusi  batu  kapur  dalam  pembuatan  klinker, serta pemanfaatan batubara sebagai bahan bakar.

## BAHAN DAN METODE
Penelitian  pembuatan  klinker  dilakukan pada  skala  laboratorium,  dengan  bahan  baku: batu  kapur,  pasir  silika,  tanah  liat,  pasir  besi, serta  penambahan  batu  basalt  dan  batubara. Bahan baku klinker adalah campuran batu kapur, pasir  silika,  tanah  liat,  pasir  besi  dan  batu  basalt (Tabel  1).  Bahan-bahan  baku  tersebut  dijadikan serbuk  dengan  menggunakan ball  mill selama kurang lebih 8 jam.
Tabel 1 . Komposisi Bahan Baku Klinker Semen
Komposisi, Fraksi Massa (%) Komponen: Campuran- I, Utama Campuran- II Campuran- III batu kapur 80 70 60 pasir silika 10 10 10 tanah liat 9 9 9 pasir besi 1 1 1 batu basalt - 10 20 kode bahan baku tanpa batubara 90-10-00 80-20-00 dengan batubara 90-10-20 Catatan:
a. batubara ditambahkan 20% ke dalam campuran II
b. batubara terbakar dan meninggalkan abu
Tiga  macam  bahan  baku  adalah  sebagai berikut (komposisi disajikan pada di Tabel 1). a. Campuran-II yang dibuat dari: 90% campuran- I  dan  10%  batu  basalt,  tanpa  batubara;  kode 90-10-00-xxxx  (xxxx:  temperatur  pemanasan pada 1100 atau 1200 o C).
b. Campuran-III: 80% campuran-I dan 20%  batu basalt, tanpa batubara; kode 80-20-00-xxxx
Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 10, No. 1, Juni 2020: 49-57 e-ISSN: 2715-9116 | p-ISSN: 2089-4767 DOI: 10.37209/jtbbt.v10i1
c. Campuran-IIIa: 80% campuran-I dan 20% batu basalt,  dan  ditambah  batubara  sebanyak  20% massa campuran-III; kode 80-20-20-xxxx.
Serbuk bahan baku dijadikan pelet dengan ukuran  0,8–1,2  cm.  Pelet  ini  dibiarkan  dahulu pada  temperatur  kamar  selama  24  jam.  Reaksi pembentukan  klinker  dilaksanakan  dengan  cara pemanasan  bahan  baku  di  dalam muffle  furnace pada  temperatur  1100 o C  dan  1200 o C  [6]. Pemanasan dilakukan selama 1, 2, atau 3 jam [7].
Karakterisasi bahan baku dan  klinker hasil pemanasan  (klinkerisasi)  meliputi  analisis  XRF (dengan  PANalytical Ɛ psilon3 XLE )  dan  analisis XRD  (dengan  PANalytical  X’Pert 3 Powder). Parameter sifat klinker yang dikaji adalah (sesuai dengan  ASTM  C150):  LSF,  SM,  AM,  C 3 S,  C 2 S, C 3 A, dan C 4 AF (diuraikan lebih lanjut pada pasal hasil dan diskusi).
Penelitian  dilaksanaan  di Laboratorium Analisis  Kimia  dan  Laboratorium  Non-Logam , Balai  Penelitian  Teknologi  Mineral,  LIPI,  Jl.  Ir. Sutami  km  15,  Tanjung  Bintang,  Lampung Selatan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Kandungan Mineral Bahan Baku Klinker
Kandungan  mineral  bahan-bahan  baku klinker  semen  disajikan  pada  Tabel  2.  Jumlah kadar  SiO 2 ,  Al 2 O 3 ,  dan  Fe 2 O 3 batu  basalt mencapai  79,29%.  Berdasarkan  ASTM  C618 disyaratkan,  pozzolan  alam  atau  semen  tipe  N memiliki  kandungan  SiO 2 ,  Al 2 O 3 ,  dan  Fe 2 O 3 minimal  70%  [8].  Jadi  batu  basalt  Lampung memiliki  potensi  sebagai  material  pengganti bahan baku klinker dan pozzolan.
Tabel 2. Kandungan Mineral Bahan Baku Klinker (Hasil XRF) No. Sebagai Oksida Batu Basalt Abu Batubara Batu Kapur Pasir Silika Pasir Besi Tanah Liat 1 SiO 2 47,38 57,06 4,04 95,29 18,78 53,81 2 Al 2 O 3 18,92 25,93 1,65 3,17 6,34 27,49 3 Fe 2 O 3 12,99 5,25 0,35 0,40 58,03 15,60 4 CaO 10,98 5,03 92,97 0,84 3,13 0,22 5 MgO 4,45 3,37 0,40 - 4,82 0,37 6 Na 2 O 2,87 1,26 - - - - 7 TiO 2 1,35 0,82 0,11 0,13 6,70 1,39 8 K 2 O 0,59 0,50 0,10 - 0,27 0,88 9 MnO 0,15 0,39 - - 0,51 - 10 SO 3 - - - - 0,56 - 11 loss of ignition 0,33 0,38 0,18 0,15 0,42 0,25
Penelitian  Rawas,  dkk.  juga  menyatakan bahwa  bahan  baku  dengan  kandungan  SiO 2 , Al 2 O 3 ,  dan  Fe 2 O 3 lebih  dari  50%  umumnya merupakan  bahan  pozzolan  yang  baik  dan memiliki  aktivitas  pozzolan  yang  tinggi  untuk dapat  digunakan  sebagai  material  substitusi semen [9]. Jadi batu basalt yang digunakan dalam penelitian  ini  memiliki  potensi  sebagai  bahan baku pembuatan klinker semen.

## Karakterisasi Batu Basalt Menggunakan XRD
Batu basalt dalam penelitian ini didominasi oleh  kelompok  mineral  dengan  fase anorthite , pada  puncak  tertinggi  terletak  pada  2θ  =  28,04  (Gambar  1),  serta  puncak  tinggi  berikutnya  pada 2θ  =  35,00  .  Fase  ini  adalah  kelompok  mineral plagioclase atau feldspar dengan  rumus  kimia Calcium Aluminum Silicate (CaAl 2 Si 2 O 8 ).
Gambar 1 . Difraktogram Batu Basalt Asal
Lampung
Disamping anorthite ,  terdapat  juga  fasa augite pada  2θ  =  52,03 o ;  yaitu  kelompok piroksen  atau Calcium  Iron  Magnesium  Silicate (Ca(Fe,Mg)Si 2 O 6 ). Fase albite terdekteksi dengan
puncak tertinggi pada 2θ = 29,79  . Albite adalah Sodium Aluminum Silicate (NaAlSi 3 O 8 ).
Hasil karakterisasi dengan XRD ini sejalan dengan  hasil  pengujian  dengan  XRF  bahwa  batu basalt didominasi oleh mineral CaO, Fe 2 O 3 , SiO 2 , dan Al 2 O 3 .

## Komposisi Mineral Klinker
Komposisi mineral klinker hasil pemanasan  pada  1100  dan  1200 o C  disajikan berturut-turut  pada  Tabel  3  dan  Tabel  4  (hasil karakterisasi  dengan XRF ).  Penambahan  batu basalt  pada  bahan  baku  utama  klinker  ternyata tidak  terlalu  mempengaruhi  komposisi  mineral klinker.
Kadar  CaO  di  dalam  klinker  bervariasi: sedikit  di  bawah  atau  sedikit  di  atas  standar (Tabel  3  dan  Tabel  4).    Kadar  CaO  yang  di  atas standar  akan  dapat  mempengaruhi  kualitas semen,  yaitu  pecah-pecah  setelah  terjadi  ikatan dengan  air.  Sebaliknya  semen  akan  lemah,  jika kekurangan  CaO.  Lemahnya  ikatan  semen  juga dapat  diakibatkan  oleh  temperatur  yang  kurang tinggi, atau kalsinasi CaCO 3 kurang sempurna.
Kadar  alumina  klinker  hasil  percobaan  ini umumnya  di  bawah  standar  (Tabel  4).  Sehingga dapat  diperkirakan  semen  akan  memiliki  waktu ikatan  lambat,  tetapi  kekuatan  tinggi  dan ketahanan terhadap agresi kimia tinggi. Kandungan  besi  oksida  diperkirakan  akan menjadikan semen berwarna abu-abu [10].
Tabel 3 . Komposisi Mineral Klinker Hasil Pemanasan 1100 o C Komposisi dalam %-Massa, Hasil XRF 90-10-00-1100 80-20-00-1100 80-20-20-1100 Standar Oksida 1 jam 2 jam 3 jam 1 jam 2 jam 3 jam 1 jam 2 jam 3 jam ASTM C150 CaO 52,75 56,48 57,88 67,71 59,99 66,16 68,29 70,53 65,20 65,5 – 66,2 SiO 2 29,02 30,47 30,87 24,08 22,31 22,22 22,13 22,10 19,41 21,0 – 22,0 Al 2 O 3 8,22 5,47 8,03 7,29 4,40 6,66 4,79 3,79 5,47 5,0 – 5,5 Fe 2 O 3 15,12 12,22 14,51 9,92 9,55 11,96 8,25 8,49 8,88 4,0 – 4,5 MgO 0,56 1,00 0,64 1,41 1,59 1,52 0,64 0,93 0,70 maks 1,5 Tabel 4 . Komposisi Mineral Klinker hasil Pemanasan pada 1200 o C Komposisi dalam %-Massa, Hasil XRF 90-10-00-1200 80-20-00-1200 80-20-20-1200 Standar Oksida 1 jam 2 jam 3 jam 1 jam 2 jam 3 jam 1 jam 2 jam 3 jam ASTM C150 CaO 63,23 64,21 66,92 68,29 63,01 66,63 68,29 70,53 65,20 65,5 – 66,2 SiO 2 20,16 20,07 21,21 22,13 20,70 21,20 22,13 22,10 19,41 21,0 – 22 Al 2 O 3 4,62 4,37 4,86 4,79 4,27 5,04 4,79 3,79 5,47 5,0 – 5,5 Fe 2 O 3 8,09 8,36 8,05 8,25 9,58 8,22 8,25 8,49 8,88 4,0 – 4,5 MgO 0,72 0,91 0,76 1,59 1,60 1,44 0,75 0,88 0,68 maks 1,5

## Karakterisasi Klinker dengan XRD
Difraktogram klinker disajikan pada Gambar  2  untuk  tiga  macam  bahan  baku, temperatur  pemanasan  1100  dan  1200 o C,  dan variasi lama pemanasan. Puncak tinggi difraktogram  klinker  berada  pada  sudut  defraksi disekitar  2  =  30 o .  Dan  puncak  tinggi  ini umumnya  ditempati  oleh  fase larnite (Ca 2 SiO 4 ), dan gehlenite (Al 2 Ca 2 SiO 7 ).
Fase andradite (Ca 3 Fe 2 Si 3 O 12 )  terdeteksi pada sudut 2  = 30 o untuk klinker 90-10-00-1200 (Gambar 2.b) dan 80-20-00-1200 (Gambar 2.f) dengan  waktu  pemanasan  2  jam. Fase andradite juga  terdeteksi  pada  klinker  90-10-20-1200 (Gambar  2.c).  Kemunculan  fase andradite ini diperkirakan  karena  pencampuran  batubara  di dalam pelet bahan baku yang dapat meningkatkan temperatur pemanasan.
Gambar 2 .  Difraktogram Klinker untuk Tiga Macam Bahan Baku dan Dua Temperatur Pemanasan Waktu Pemanasan: A = 1 jam; B = 2 jam; C = 3 jam Kode XX-YY-ZZ-xxxx: XX = bahan baku utama; YY = batu basalt; ZZ = batubara (lihat Tabel 1)
(a) 90-10-00-1100 (b) 90-10-00-1200
(c) 90-10-20-1100
(d) 90-10-20-1200 (e) 80-20-00-1100 (f) 80-20-00-1200
Dari  bahan  baku  90-10-00-1100  (90% campuran-I  dan  10%  batu  basalt,  tanpa penambahan  batubara,  dan  pemanasan  pada 1100 o C), lama pemanasan terlihat mempengaruhi pembentukan fase. Jika  waktu pemanasan 1 jam, fase larnite terdeteksi  pada  beberapa  sudut difraksi, dan puncak pada sudut difraksi 2  = 30 o tidak  terlalu  tinggi  (Gambar  2.a).  Jika  waktu pemanasan 3 jam, puncak fase larnite pada sudut difraksi  2  =  30 o terdeteksi  lebih  tinggi. Sedangkan  pada  klinker  hasil  pemanasan  selama 2  jam  menunjukkan  terjadinya  fase gehlenite berdekatan  dengan  fase larnite pada  sudut difraksi sekitar 2  = 30 o .
Pemanasan  bahan  baku  90-10-00  sampai dengan temperatur 1200 o C (Gambar  2.b) menghasilkan klinker dengan penampakan larnite dan gehlenite lebih  tinggi  daripada klinker  hasil  1100 o C  (Gambar  2.a).  Dengan membandingkan  Gambar-gambar  (2.c  terhadap 2.d)  dan  Gambar-gambar  (2.e  terhadap  2.f), terlihat  pengaruh  temperatur    pada  pembentukan fase kristalin.
Efek lama pemanasan terhadap pembentukan  fase-fase  kristalin  pada  pemanasan 1100 o C  dapat  dilihat  dengan  membandingkan difraktogram-A, -B dan -C setiap Gambar 2.a, 2.c dan  Gambar  2.e.  Fase larnite,  vesuvianite, dan gehlenite terlihat pada klinker hasil pemanasan 1, 2,  dan  3  jam.  Fase fayalite dan coesite hanya terdeteksi  pada  klinker  hasil  pemanasan  1  jam, sedangkan fase krotite (Al 2 CaO 4 ) terdeteksi pada klinker  dari  bahan  baku  (90-10-00)  dengan pemanasan 2 jam.
Fase-fase  yang  muncul  pada  klinker  hasil pemanasan 1 jam, hilang pada 2 jam, dan muncul kembali  pada  klinker  hasil  pemanasan  3  jam, adalah larnite , gehlenite , dan anorthite . Fenomena  ini juga teramati pada penelitian  [11]. Dalam  sistem  produksi  klinker,  hal  semacam  ini dapat  terjadi  akibat  temperatur  pembakaran kurang tinggi dan proses klinkerisasi (pembentukan klinker) kurang sempurna.
Efek lama pemanasan terhadap pembentukan  fase-fase  kristalin  pada  pemanasan 1200 o C  dapat  dilihat  dengan  membandingkan difraktogram-A,  -B  dan  -C  pada  setiap  Gambar 2.b,  2.d  dan  Gambar  2.f.        Fase vesuvianite (kristal  bening  berwarna)  terdeteksi  pada  klinker dengan  bahan  baku  yang  ditambahi  batubara, hasil  pemanasan  1,  2,  dan  3  jam  (Gambar  2.d). Penambahan batubara diharapkan dapat menaikkan  temperatur  pelet  sampai  melampaui 1200 o C ( set point dari muffle furnace ) .
Semua  hasil  karakterisasi  dengan  XRD menunjukkan bahwa pada temperatur pemanasan 1100 o C  sudah  terjadi  proses  pembentukan 2CaO.SiO 2 ( dicalcium  silicate ,  C 2 S)  yang merupakan  komponen  utama  klinker  semen. Analisis  dengan  XRF  menunjukkan  bahwa klinker  hasil  percobaan  ini  memiliki  kandungan CaO lebih dari 60% (Tabel 3 dan Tabel 4).
Fase-fase    yang  diharapkan  pada  proses klinkerisasi dalam penelitian ini tidak atau belum terdeteksi.  Hal  ini  mungkin  disebabkan  karena pemanasan  bahan  baku  menjadi  klinker  hanya dilakukan  pada  temperatur  1100 o C  dan  1200 o C. Secara  teori,  pembentukan  klinker  yang  baik memerlukan  temperatur  pemanasan  1450 o C. Pada  pemanasan  1450 o C  tersebut,  akan terbentuk  fase-fase: alite (C 3 S), belite (C2S), aluminate (C 3 A) dan ferrite (C 4 AF) [12].
Analisis klinker d e ng a n X R F menunjukkan  bahwa  kandungan  CaO  (Tabel  2 dan  Tabel  3),  komponen  utama  dalam  semen, lebih  dari  60%  [13].  Hasil  ini  menunjukkan bahwa  klinker  hasil  percobaan  ini  memenuhi syarat dengan kandungan CaO lebih dari 60%.
Penambahan  batubara  sebanyak  20% belum mampu menaikkan temperatur pemanasan proses klinkerisasi hingga temperatur 1450 o C, Di dalam  klinker  (90-10-20-1200),  belum  terbentuk fase alite, belite, aluminate dan ferrit , sebaliknya terbentuk  fasa  baru  antara  lain: akermanite- gehlenite, larnite, vesuvianite, dan biotite [14] .

## Kandungan Mineral
Kandungan mineral dalam klinker dinyatakan  dalam  berbagai  indeks  yang  terkait dengan  komposisinya  [10]. Hasil-hasil  analisis XRF  pada  klinker  dari  bahan  baku  80-20-20 disajikan berikut ini.
LSF ( Lime
Saturation Factor ) menunjukkan  jumlah  maksimum  CaO  yang diperlukan  untuk  bereaksi  dengan  oksida  lain sehingga  tidak  terjadi free  lime yang  berlebihan di dalam klinker.  LSF klinker berkisar antara 94- 98%  (menurut  ASTM  C150  [10]).  LSF  dihitung sebagai berikut.
LSF =
100 CaO 2,8 SiO 2 +1,18 Al 2 O 3 +0,65 Fe (1)
SM ( Silica Modulus ) merupakan indikator  tingkat  kesulitan  pembentukan  klinker dari  bahan  baku  ( raw  material ).  SM  juga merupakan  perbandingan  antara  oksida  silika terhadap  oksida  alumina  dan  oksida  besi.  SM
Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 10, No. 1, Juni 2020: 49-57 e-ISSN: 2715-9116 | p-ISSN: 2089-4767 DOI: 10.37209/jtbbt.v10i1
klinker  berkisar  antara    2%-2,4%  (ASTM  C150) [10]. SM dihitung dengan persamaan:
SM = SiO 2 Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 (2)
AM ( Alumina  Modulus ) merupakan perbandingan  antara  oksida  alumina  dengan oksida besi. Besaran AM akan berpengaruh pada warna  klinker,  makin  tinggi  nilai  AM  makin terang  warna  dari  semen  tersebut.  AM  biasanya berkisar antara 1,4%-1,8% (ASTM C150) [15].
AM = Al 2 O 3 Fe 2 O 3 (3) C 3 S ( Tricalcium  Silicate ,  3CaO.SiO 2 ) merupakan  komponen utama dalam klinker  yang terbentuk  pada  1200 o C-1450 o C.  C3S  atau alite memberi kekuatan awal semen (sebelum 28 hari) dan  dapat  mempengaruhi  kekuatan  akhir  semen. C3S dihitung menggunakan persamaan:
C 3 S = 4,071 CaO – 7,602 SiO 2 – 6,718 Al 2 O 3 – 1,4297 Fe 2 O 3 (4)
C 2 S ( Dicalcium Silicate, 2CaO.SiO 2 atau belite )  terbentuk  pada  suhu  800 o C-900 o C  dan
memberi  kekuatan  akhir  pada  semen.  Nilai  C 2 S umumnya  berkisar  antara  15%-35%.  C 2 S  dapat dihitung dengan persamaan:
C 2 S = 4,071 CaO – 7,602 SiO 2 (5)
C 3 A ( Tricalcium Aluminate , 3CaO.Al 2 O 3 )  terbentuk  pada  suhu  1100-1200 o C. C3A  berperan  dalam  menentukan  kuat  tekan awal  dari  semen.  Kandungan  C3A  di  dalam semen  antara  7%-15%.  C3A  dapat  dihitung menggunakan persamaan:
C 3 A = 2,6504 Al 2 O 3 – 1,6920 Fe 2 O 3 (6)
C 4 AF ( Tetracalcium Aluminoferrite¸ 4CaO.Al 2 O 3 .FeO 3 atau ferrite )  berperan  dalam pembentukan  warna  pada  semen.  Kandungan C4AF  pada  semen  antara  5%-10%.  C4AF  dapat dihitung menggunakan persamaan:
C 4 AF = 3,0432 Fe 2 O 3 (7)
Hasil  perhitungan  LSF,  SM,  AM,  C 3 S, C 2 S,  C 3 A  dan  C 4 AF    untuk  klinker  dari  bahan baku  dengan  penambahan  batubara  disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5 . Nilai-nilai LSF, SM, AM, C 3 S, C 2 S, C 3 A dan C 4 AF klinker 80-20-20-1100 80-20-20-1200 Keterangan Parameter 1 jam 2 jam 3 jam 1 jam 2 jam 3 jam ASTM C150-1999 LSF, % 94,1 90,2 95.1 93,6 97,7 98,0 94 – 98 SM, % 2,18 2,20 2,32 2,37 2,39 2,40 1,0 – 2,4 AM, % 0,78 1,00 1,46 1,48 1,67 1,80 1,4 – 1,8 C 3 S, % 65,8 81,5 68,4 65,8 81,5 68,4 50 – 62 C 2 S, % 11,0 17,0 19,8 3,9 18,7 25,9 15 – 35 C 3 A, % 1,96 3,77 4,06 6,54 6,08 6,98 7 – 15 C 4 AF, % 26,0 18,7 20,7 25,1 22,2 19,3 5 – 10
Klinker  dari  bahan  baku  dengan  20% basalt  dan  20%  batubara  rata-rata  telah memenuhi  syarat  baik  dipanaskan  pada  suhu 1100 o C  dan  1200 o C  dan  waktu  1,  2,  dan  3  jam (Tabel  5).  Hal  ini  dapat  dilihat  dari  nilai  LSF (perbandingan  kadar  CaO  terhadap  oksida  lain) yang  mencapai  98%,  sesuai  dengan  persyaratan nilai LSF 94%-98% [15].
Klinker  dari  bahan  baku  80-20-20  juga memenuhi  syarat  nilai  SM  (perbandingan  antara oksida silika terhadap oksida alumina dan oksida besi) sekitar 2,0%-2,4%. Klinker hasil pemanasan pada temperatur  1100 o C dan waktu 2 dan  3  jam  berturut-turut  adalah  2,2%  dan  2,32% (Tabel 5). Klinker hasil pemanasan pada 1200 o C dengan waktu 1, 2, dan 3 jam memiliki nilai SM berturut-turut  2,37%,  2,39%,  dan  2,4%.  Hal  ini
sejalan  dengan  hasil  dari  [11].  Semakin  banyak oksida  silika  di  dalam  klinker,  oksida  tersebut mungkin  akan  menutupi  pori-pori  klinker.  Jika bahan  baku  dengan  komposisi  ini  dipanaskan sampai  diatas  1450 o C,  ada  kemungkinan  terjadi vitrifikasi  (pembentukan  gelas)  yang  tidak diinginkan [16].
Ditinjau  dari  perbandingan  jumlah  oksida alumina  terhadap  oksida  besi,  klinker  dari  bahan baku dengan pemanasan 1100 o C dan waktu 3 jam memiliki  nilai  AM  1,46%  (Tabel  5).  Jika  bahan baku  tersebut  dipanasi  pada  temperatur  1200 o C, pada  lama  pemanasan  1  jam,  nilai  AM  sudah memenuhi  syarat.  Nilai  AM  untuk  pemanasan pada 1200 o C dan waktu 1, 2, 3 jam berturut-turut adalah  1,48%,  1,67%,  dan  1,8%.  Rata-rata  nilai AM tersebut mirip dengan hasil penelitian [11].

## KESIMPULAN DAN SARAN
Pembentukan  klinker  dengan  pemanasan pada  temperatur  1200 o C  dan  waktu  3  jam  dapat memenuhi persyaratan. Hasil karakterisasi dengan  XRD  menunjukkan  bahwa  klinker didominasi  oleh  fase larnite atau  Ca 2 SiO 4 dan gehlenite atau Al 2 Ca 2 SiO 7 .
Klinker  dari  bahan  baku  80-20-20  (80% bahan  bahu  utama  dan  20%  batu  basalt,  serta penambahan  batubara  20%  terhadap  campuran) memiliki  nilai  LSF  95,1%  (pemanasan  1100 o C dan 3 jam), serta 97,7% dan 98,0% (1200 o C, dan waktu  2  dan  3  jam).  Selanjutnya  dapat disimpulkan  penambahan  batubara  ke  dalam bahan baku dapat membantu kenaikan temperatur pemanasan  dan  mempengaruhai  komposisi  dan fase klinker
Agar  klinker  hasil  percobaan  ini  benar- benar  memenuhi  standar,  penelitian  lanjutan sebaiknya  dilakukan  dengan  memperhatikan  hal- hal berikut ini.
1. Variasi kondisi klinkerisasi: temperatur sedikit lebih tinggi dan waktu pemanasan sedikit lebih lama  untuk  meningkatkan  proses  klinkerisasi tetapi masih belum mencapai vitrifikasi.
2. Pengukuran temperatur pada pelet bahan baku yang  ditambahi  batubara  untuk  mengetahui temperatur nyatanya (terkait dengan klinkerisasi dan vitrifikasi).
3. Pengujian  kualitas  klinker  perlu  dilanjutkan dengan uji kuat tekan mortar semen.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih kepada Pimpinan BPTM-LIPI yang  telah  memfasilitasi  kami  untuk  melakukan penelitian  ini  dan  Jurusan  Fisika  FMIPA Universitas  Lampung  serta  semua  pihak  yang terlibat dalam penelitian  ini  sehingga  kami dapat menyelesaikan penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Bodil  Ho¨kfors.,  Dan  Bostro¨m.,  Erik Viggh.,  and  Rainer  Backman.  “On  the Phase  Chemistry  of  Portland  Cement Clinker”. Advances  in  Cement  Research ,
Volume 27 Issue 1, pp. 50-60, 2015.
[2] Intan  Andhini  Puspita  Sari,  Pramusanto., Sriwidayati. “Analisa Klinker Berdasarkan Lime  Saturation  Factor  (LSF),  Silica Modulus  (SM)  dan  Alumina  Modulus (AM)  untuk  Menjaga  Kualitas  Produk  di
PT  Cemindo  Gemilang  Desa  Darmasari Kecamatan Bayah Kabupaten Lebak Provinsi Banten”. Prosiding Teknik
Pertambangan ,  Volume  4,  No.1,  Tahun 2018, ISSN: 2460-6499, hal 1-10, 2018.
[3] Nur,  Rasdiana  Rahma.,  Hartanti,  Firda Dwi.,  dan  Sutikno,  Juwari  Purwo.  “Studi Awal  Desain  Pabrik  Semen  Portland dengan  Waste  Paper  Sludge  Ash  sebagai Bahan  Baku  Alternatif”. Jurnal  Teknik ITS , vol. 4, no. 2 , ISSN 2337-353, 2015.
[4] Rajiman,  Alisjahbana  Sofia  W,  Riyanto
Hery, Hasyim Cholil,
Setiawan Muhammad  Ikhsan,  Harmanto  Dani,  dan Wajdi Muh Barid Nizarudin. “Substitution Local  Resources  Basalt  Stone  Scoria Lampung,  Indonesia,  as  a  Third  Raw Material Aggregate to Increase the Quality of  Portland  Composite  Cement  (PCC ) ” . International  Journal  of  Engineering  & Technology. pp. 484-490, 2018.
[5] Widojoko,  Lilies.  dan  Rajiman,  “Kinerja Mortar  Abu  Batu  Basalt  Skoria  dengan Menggunakan  Semen  Serbaguna  Baturaja dan Superplasticiser Structuro 335”. Jurnal Teknik Sipil UBL . Vol. 02. No. 01. Hal. 79- 87, 2011.
[6] Mohamed Benmohamed, Rabah Alouani,Amel Jmayai, Abdesslem Ben Haj Amara, and Hafsia Ben Rhaiem.
“Morphological Analysis of White Cement Clinker  Minerals:  Discussion  on  the Crystallization - Related Defects”. International Journal of Analytical
Chemistry ,  Volume  2016,  Article  ID 1259094, 10 pages, 2016.
[7] Leni  Rumiyanti,  Yuliana Sari,  dan Muhammad  Amin.  “Pengaruh  Temperatur terhadap  Karakterisasi  Klinker  Semen dengan  Substitusi  20%  Batu  Basalt terhadap Massa Batu Kapur dan 20%  batu bara  terhadap    Massa  Total  sebagai Reduktor”. Jurnal  Teori  dan  Aplikasi Fisika , vol 7. No.1, hal 29-34, 2019.
[8] ASTM  C618-12a,  “Standard  Specification for  Coal  Fly  Ash  and  Raw  or  Calcined Natural  Pozzolan  for  Use  in  Concrete”, ASTM  International ,  West  Conshohocken, PA, 2012
[9] Al-Rawas,  A.A.,  Hago,  A.W.,  Corcoran, T.C.,  Al-Ghafri,  K.M.  “Properties  of Omani  Artificial  Pozzolana  S  arooj”. Applied  Clay  Science, vol.  13,  pp.  275- 292, 1998.
Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 10, No. 1, Juni 2020: 49-57 e-ISSN: 2715-9116 | p-ISSN: 2089-4767 DOI: 10.37209/jtbbt.v10i1
[10]   ASTM-C150.,  “Standard  Specification  for Portland  Cement”. West  Conshohocken, PA:  American  Society  for  Testing  and Materials (ASTM) International . 2015.
[11]   Alextrianto,  Vandi  dan  Ekaputri  Januarti. “Pemanfaatan Kapur (CaCO 3 ) dan Lumpur Sidoarjo  sebagai  Bahan  Dasar  Pembuatan Semen  Portland”. PORTAL  Jurnal  Teknik Sipil , vol. 11, no.2. pp. 38-45, 2019.
[12]   El-Desoky,  H.  M.,  Zidan,  I.  H.  dan  El- Shafey,  R.  E.,  “Apparaisal  of  Sedimentary and Volcanic Rocks at Al- Hemmah-Resan Ikteifa District, North Sinai, Egypt as Raw
Materials  in  Portland  Cemen  Clinker Production”, International  Journal  of Innovative  and Applied Research . Vol. 10. No. 12. Pp. 1324-1331, 2017.
[13]  El-Hafiz.,  N.  A.  A.,  Wageeh,  M.,  El- Desoky, H. dan Afifi, A. A., “Characterization and Technological
Behavior of Basalt Raw Materials Portland
Cement Clinker Production”. International Journal of Innovative Science, Engineering and  Technology .,  Vol.  2.  No.  7.  Pp.  1-28, 2015.
[14]  Dahliar,  Nurlianti.,  Widodo,  Sri.,  dan Tonggiroh,Adi. “Pengaruh Komposisi  Ash batu  bara  Terhadap  Kualitas  Klinker Portland  Cement  pada  PT.  Semen  Tonasa Unit  III”. GEOSAINS . Vol. 10 No. 02 . Hal 58-67, 2014.
[15]  Alemayu,  F.,  dan  Sahu,  O.  “Minimization of Variation in Clinker Quality ”. Advances in Materials , pp. 23-28, 2013.
[16]  Amaryllis  Kartika  Ratri,  Sriatun,  Adi Darmawan,.  “Variasi  Suhu  Pembakaran pada Pembuatan Genteng Lempung Sedimentasi  Banjir  Kanal  Timur  Kota Semarang terhadap Kuat Tekan serta Daya Serapnya  terhadap  Air”, Journal  of Scientific  and  Applied  Chemistry ,  11  (3):
63 – 69, 2008.