Kapur dalam Teknik: Sumber, Komposisi, Produksi, dan Penggunaan Praktis

Pendahuluan

Penggunaan kapur sebagai bahan perekat telah dilakukan sejak zaman kuno. Mesir dan Romawi telah menerapkan materi ini dengan luar biasa untuk berbagai tujuan konstruksi. Bahkan di India, berbagai struktur teknik seperti istana besar, jembatan, candi, benteng, monumen, dll. dibangun dengan kapur sebagai bahan perekat dan beberapa struktur ini masih ada dalam kondisi yang sempurna hingga saat ini.

Saat ini, semen telah menggantikan kapur dalam skala besar. Namun di tempat-tempat di mana kapur tersedia secara lokal dan ketika ada kekurangan akut semen, kapur tentu menyediakan alternatif yang murah dan dapat diandalkan terhadap semen.

Sumber Kapur

Kapur biasanya tidak tersedia dalam alam dalam keadaan bebas.

Kapur diperoleh dengan membakar salah satu bahan berikut:

• Batu kapur dari bukit batu;
• Batu besar batu kapur dari dasar sungai lama;
• Kankar yang ditemukan di bawah tanah; dan
• Kulit hewan laut.

Harus diperhatikan bahwa kapur putih adalah batu kapur murni dan kankar adalah batu kapur yang tidak murni.

Komposisi Batu Kapur

Sumber utama untuk mendapatkan kapur adalah batu kapur yang diperoleh dari alam dan sifat kapur akan bergantung pada komposisi batu kapur yang dihasilkannya.

Komposisi batu kapur tersebut adalah sebagai berikut:

1. Tanah Liat: Komponen ini bertanggung jawab untuk menghasilkan hidraulisitas dalam kapur. Ini juga membuat kapur tidak larut dalam air. Jika berlebihan, ia menghentikan proses slaking. Jika dalam jumlah kecil, ia menunda slaking. Proporsi 8 hingga 30 persen diinginkan untuk membuat kapur yang baik.
2. Silika Larut: Penting untuk memiliki silika dan alumina yang ada dalam kombinasi kimia dengan batu kapur untuk mengembangkan hidraulisitas. Silikat kalsium, magnesium, dan aluminium bertanggung jawab untuk hidraulisitas. Silikat tersebut tidak aktif atau tidak reaktif pada suhu rendah. Namun, mereka menjadi aktif dan bereaksi dengan kapur pada suhu tinggi.
3. Karbonat Magnesium: Kehadiran komponen ini memungkinkan kapur untuk slake dan mengeras perlahan, tetapi memberikan kekuatan yang lebih besar. Selanjutnya, produksi panas dan ekspansi lebih kecil. Jika kandungan karbonat magnesia sekitar 30 persen, hidraulisitas diberikan pada kapur bahkan tanpa tanah liat.
4. Alkali dan Oksida Logam: Ketika ini ada dalam jumlah kecil hingga sekitar 5 persen atau lebih, mereka mengembangkan hidraulisitas karena pembentukan silikat larut pada suhu rendah.
5. Sulfat: Kehadiran sulfat dalam jumlah kecil mempercepat proses pengeringan dan mengurangi tindakan slaking.
6. Besi: Jika besi ada dalam jumlah kecil, ia mengembangkan silikat kompleks pada suhu tinggi. Namun kelebihan besi tidak diinginkan.
7. Pirit: Tidak diinginkan untuk memiliki pirit dalam komposisi batu kapur. Batu kapur seperti itu sebaiknya ditolak.

Klasifikasi Kapur

Kapur yang diperoleh dari pembakaran batu kapur secara garis besar diklasifikasikan ke dalam tiga kategori berikut:

• Kapur Lemak (Fat lime)
• Kapur Hidraulik (Hydraulic lime)
• Kapur Buruk (Poor lime)

(1) Kapur Lemak:

Kapur ini juga dikenal sebagai kapur kalsium tinggi, kapur murni, kapur kaya, atau kapur putih. Ia populer dikenal sebagai kapur lemak karena ia slake secara gigantang dan volumenya meningkat menjadi sekitar 2 hingga 2,5 kali volume kapur hidup.

Ia disiapkan dengan membakar karbonat kalsium yang relatif murni yang terdiri dari sekitar 95 persen oksida kalsium. Persentase kotoran dalam batu kapur tersebut kurang dari 5 persen.

Berikut adalah sifat kapur lemak:

• Ia mengeras sangat lambat.
• Ia memiliki tingkat plastisitas yang tinggi.
• Ia larut dalam air yang diganti secara teratur.
• Warnanya putih sempurna.
• Ia mengeras perlahan dalam udara.
• Ia slake secara gigantang.

Berikut adalah penggunaan kapur lemak:

• Digunakan untuk cat tembok dan plesteran dinding.
• Dengan pasir, ia membentuk mortir kapur yang mengeras di perselisihan tipis. Mortir tersebut dapat digunakan untuk perselisihan tipis pada pembuatan bata dan batu.
• Dengan surkhi, ia membentuk mortir kapur yang memiliki properti pengeringan dan hidraulis yang baik. Mortir tersebut dapat digunakan untuk dinding pembuatan tebal, fondasi, dll. Surkhi adalah bubuk yang dihasilkan dengan menggiling bata yang dibakar.

(2) Kapur Hidraulik:

Kapur ini juga dikenal sebagai kapur air karena ia mengeras di bawah air. Ia mengandung tanah liat dan sejumlah oksida besi.

Bergantung pada persentase tanah liat, kapur hidraulik dibagi menjadi tiga tipe berikut:

• Kapur hidraulik lemah
• Kapur hidraulik sedang
• Kapur hidraulik kuat

Fakta berikut harus diperhatikan:

• Peningkatan persentase tanah liat membuat slaking sulit dan meningkatkan properti hidraulis.
• Dengan sekitar 30 persen tanah liat, kapur hidraulik mirip dengan semen alami.
• Kapur hidraulik dapat mengeras di bawah air dan di dinding tebal di mana tidak ada sirkulasi udara bebas.
• Warna kapur hidraulik tidak putih sempurna. Oleh karena itu, tampak kurang higienis dibandingkan kapur lemak.
• Ia membentuk pasta tipis dengan air. Ia tidak larut dalam air meskipun diganti secara teratur.
• Jika kapur hidraulik akan digunakan untuk pekerjaan plester, ia harus digiling menjadi bubuk halus dan kemudian dicampur dengan pasir. Mortir yang disiapkan disimpan sebagai tumpukan selama satu minggu atau lebih dan kemudian digiling lagi. Mortir tersebut kemudian dapat digunakan untuk pekerjaan plester.

Tabel 5-1 menunjukkan titik perbandingan antara tipe-tipe kapur hidraulik ini.

(3) Kapur Buruk:

Kapur ini juga dikenal sebagai kapur tidak murni atau kapur kurus. Ia mengandung lebih dari 30 persen tanah liat. Ia slake sangat lambat. Ia membentuk pasta tipis dengan air. Ia tidak larut dalam air meskipun diganti secara teratur. Ia mengeras atau mengeras sangat lambat. Ia memiliki properti perekat yang buruk dan warnanya putih kotor.

Kapur ini membuat mortir yang sangat buruk. Mortir tersebut dapat digunakan untuk pekerjaan jenis inferior atau di tempat di mana kapur yang baik tidak tersedia.

Klasifikasi Kapur BNI

Kapur bangunan menurut BNI:712-1984 (Revisi ketiga) diklasifikasikan di bawah enam kategori, yaitu, Kelas A, Kelas B, Kelas C, Kelas D, Kelas E, dan Kelas F.

(1) Kelas A: Kapur Kelas A adalah kapur hidraulik kuat yang digunakan untuk tujuan struktural dan harus disuplai dalam bentuk hidrasi saja. Kekuatan tekan minimalnya dengan mortir pasir kapur proporsi (1:3) menurut bobot pada akhir 14 hari dan 28 hari harus masing-masing 1,75 N/mm² dan 2,80 N/mm².

(2) Kelas B: Kapur Kelas B adalah kapur semi-hidraulik yang digunakan untuk mortir untuk pekerjaan pembuatan dan dapat disuplai baik sebagai kapur hidup atau kapur hidrasi. Kekuatan tekan minimalnya dengan mortir pasir kapur proporsi (1:3) menurut bobot pada akhir 14 hari dan 28 hari harus masing-masing 1,25 N/mm² dan 1,75 N/mm².

(3) Kelas C: Kapur Kelas C adalah kapur lemak yang digunakan terutama untuk lapisan finishing dalam plesteran, cat tembok dan dengan aditif yang sesuai seperti surkhi atau bahan pozolanik lainnya untuk menghasilkan mortir hidraulik buatan. Ia harus disuplai dalam bentuk hidrasi atau cepat.

(4) Kelas D: Kapur Kelas D adalah kapur magnesium atau dolomitik yang digunakan untuk lapisan finishing dalam plesteran, cat tembok, dll. Ia harus disuplai dalam bentuk hidrasi atau cepat.

(5) Kelas E: Kapur Kelas E adalah kapur kankar yang digunakan untuk mortir pembuatan dan harus disuplai dalam bentuk hidrasi saja.

(6) Kelas F: Kelas F adalah kapur dolomitik silika yang digunakan untuk lapisan dasar dan finishing plester. Ia harus disuplai dalam bentuk hidrasi atau cepat.

Harus diperhatikan bahwa aplikasi dari berbagai kategori kapur bersifat saran saja.

Persyaratan kimia dan fisik yang harus dipenuhi oleh kapur setiap kategori disebutkan dalam BNI di atas dengan metode pengujian menurut BNI:6932-1973.

Pembuatan Kapur Hidraulik Alami:

Tiga operasi yang berbeda terlibat dalam pembuatan kapur hidraulik alami:

1. Pengumpulan kankar
2. Pembakaran kankar
3. Slaking dan penggilingan kapur yang dibakar.

(1) Pengumpulan Kankar: Kankar adalah batu kapur yang tidak murni dan digunakan untuk pembuatan kapur hidraulik alami. Kankar tersedia dalam dua bentuk, yaitu, nodul dan blok.

Nodul ditemukan di permukaan tanah atau sedikit di bawah permukaan tanah.

Nodul kankar mudah dikumpulkan dan kankar dalam bentuk nodul dianggap sebagai bahan yang superior untuk pembuatan kapur hidraulik alami karena alasan-alasan berikut:

• Ia dapat menahan panas dan hujan tanpa hancur.
• Ia mengandung persentase tanah liat yang lebih tinggi dan oleh karena itu memiliki properti hidraulik yang lebih baik.

Blok kankar ditemukan dari lapisan tanah bawah atau di dekat atau dekat tepi sungai atau aliran air. Ketebalan blok biasanya 50 mm hingga 300 mm.

Nodul atau blok kankar ditambang dengan bantuan pisau penambang dan palang. Kankar tersebut kemudian dibersihkan dari lumpur atau tanah dan diubah menjadi ukuran yang sesuai.

(2) Pembakaran Kankar: Pembakaran atau pembakaran kankar hingga panas merah terang dilakukan di dalam tumpukan atau tungku seperti dalam pembuatan kapur lemak.

(3) Slaking dan Penggilingan Kapur yang Dibakar: Slaking kapur hidraulik terjadi sangat lambat. Oleh karena itu kapur hidup pertama kali digiling kering sebelum air ditambahkan untuk slaking.

Penggilingan kapur hidup dapat dilakukan dengan salah satu cara berikut:

• Dengan tangan dengan bantuan pemukul kayu, atau
• Dengan bantuan penggiling yang bekerja dengan sapi atau tenaga uap, atau
• Dengan bantuan mesin khusus.

Berikut beberapa perbedaan dalam slaking kapur lemak dan kapur hidraulik harus diperhatikan:

• Dalam kasus kapur lemak, jumlah air yang diperlukan untuk slaking ditambahkan sekaligus. Dalam kasus kapur hidraulik, air ditambahkan secara bertahap untuk menyebabkan slaking yang menyeluruh.
• Satu bagian kapur hidup lemak, ketika di-slaked, berubah menjadi sekitar 1½ bagian dalam bentuk pasta dan 2 bagian dalam bentuk bubuk. Satu bagian kapur hidup hidraulik, ketika di-slaked, berubah menjadi sekitar 1 bagian dalam bentuk pasta dan 1½ bagian dalam bentuk bubuk.
• Jumlah air yang diperlukan untuk slake kapur lemak lebih banyak daripada yang diperlukan untuk kapur hidraulik.
• Waktu yang dibutuhkan kapur lemak untuk slake adalah sekitar 3 hingga 4 jam dan oleh kapur hidraulik adalah sekitar 12 hingga 48 jam.

Pembuatan Kapur Hidraulik Buatan

Jika bahan baku alami tidak cocok untuk pembuatan kapur hidraulik, memungkinkan untuk menyiapkan kapur hidraulik secara buatan. Faktanya, kapur lemak dapat diubah menjadi kapur hidraulik dengan penambahan tanah liat dalam proporsi yang diperlukan.

Berikut adalah dua metode untuk menyiapkan kapur hidraulik buatan:

1. Konversi batu kapur lunak
2. Konversi batu kapur keras.

(1) Konversi Batu Kapur Lunak: Batu kapur yang tersedia, jika berkualitas lunak seperti kapur, digiling dan diubah menjadi bentuk bubuk. Ia dicampur dengan proporsi tanah liat yang diperlukan. Kemudian dibakar di tungku dan slaking dilakukan seperti dalam pembuatan kapur hidraulik alami.

(2) Konversi Batu Kapur Keras: Batu kapur yang tersedia, jika berkualitas keras, pertama dibakar dan di-slaked. Ke kapur yang di-slaked ini, proporsi tanah liat yang diperlukan ditambahkan untuk mendapatkan bahan baku untuk variasi kapur hidraulik yang baik.

Campuran ini diubah menjadi bola dengan ukuran yang sesuai dan setelah dikeringkan, bola-bola ini dibakar di tungku. Slaking dilakukan seperti dalam pembuatan kapur hidraulik alami. Karena kapur ini diproduksi setelah dibakar dua kali di tungku, ia juga dikenal sebagai kapur yang dibakar dua kali.

Hati-hati dalam Menangani Kapur

Berikut adalah hati-hati yang harus diambil saat menangani kapur untuk menghindare kecelakaan:

(1) Kontak dengan Air: Kapur hidup tidak boleh diizinkan untuk bersentuhan dengan air sebelum slaking.

(2) Fasilitas untuk Pekerja: Debu kapur menyebabkan iritasi dan oleh karena itu pekerja yang menangani kapur harus diberikan kacamata pelindung dan respirator. Kapur juga menyebabkan luka bakar pada kulit, terutama jika kulit lembap. Oleh karena itu disarankan untuk memberikan sarung tangan karet, sepatu karet, dan krim pelindung kulit kepada pekerja yang mungkin mengalami luka bakar pada kulit.

(3) Bahaya Kebakaran: Kapur hidup mengeluarkan panas yang besar selama slaking dan oleh karena itu semua upaya yang sesuai harus dilakukan untuk menghindari kemungkinan bahaya kebakaran.

(4) Instruksi untuk Pekerja: Setelah menangani kapur, pekerja harus diinstruksikan untuk mencuci bagian tubuh yang terpapar dengan air segar yang melimpah. Demikian pula pekerja yang menangani susu kapur, yang panas, harus disarankan untuk mengolesi kulit mereka setiap hari untuk menghindari luka bakar pada kulit.

Penggunaan Kapur

Kapur adalah bahan teknik yang penting dan penggunaannya dapat disebutkan sebagai berikut:

• Digunakan sebagai bahan baku kimia dalam pemurnian air dan untuk pengolahan limbah cair.
• Digunakan sebagai flux dalam industri metalurgi.
• Digunakan sebagai matriks untuk beton dan mortir.
• Digunakan sebagai bahan tahan api untuk lapisan tungku hearth terbuka.
• Digunakan dalam produksi kaca.
• Digunakan untuk membuat mortir untuk pekerjaan pembuatan.
• Digunakan untuk plesteran dinding dan langit-langit.
• Digunakan untuk produksi batu buatan, bata pasir-kapur, produk foam-silikat, dll.
• Digunakan untuk stabilisasi tanah dan untuk meningkatkan tanah untuk tujuan pertanian.
• Digunakan untuk cat tembok dan sebagai lapisan dasar untuk distemper.
• Ketika dicampur dengan semen Portland, mortir mencapai properti yang berharga dan mortir seperti itu dapat digunakan sebagai pengganti mortir semen yang mahal.

Pengujian Batu Kapur

Batu kapur diuji untuk menentukan kualitas kapur yang dapat diperoleh dari mereka. Untuk menentukan secara tepat kesesuaian batu kapur, tes kimia rinci dilakukan di laboratorium.

Tetapi untuk informasi umum, empat tes praktis berikut dilakukan:

1. Sifat fisik
2. Tes panas
3. Tes asam
4. Tes bola.

(1) Sifat Fisik: Batu kapur murni ditunjukkan oleh warna putih. Batu kapur hidraulik ditunjukkan oleh warna abu-abu keunguan, cokelat atau warna gelap lainnya. Rasa batu kapur hidraulik seperti tanah liat dan mereka menghasilkan bau tanah. Kehadiran partikel berkilauan di permukaan batu kapur menunjukkan kehadiran pasir bebas. Kehadiran gumpalan memberikan indikasi kapur hidup atau batu kapur yang tidak dibakar.

(2) Tes Panas: Sebuah potong batu kapur kering ditimbang dan dipanaskan di api terbuka selama beberapa jam. Sampel ditimbang lagi dan penurunan bobot menunjukkan jumlah karbon dioksida. Dari data ini, jumlah karbonat kalsium dalam batu kapur dihitung.

(3) Tes Asam: Sesendok teh bubuk kapur diambil dalam tabung uji dan asam klorida encer dicampurkan ke dalamnya. Isi sekarang diaduk dan tabung uji dengan isinya kemudian disimpan di tandanya selama 24 jam.

Jika kandungan karbonat kalsium tinggi, akan terjadi gelembung yang gigantang dan sedikit pembentukan sisa. Tindakan seperti itu akan menunjukkan batu kapur murni. Di sisi lain, jika kandungan karbonat kalsium rendah, akan terjadi gelembung yang sedikit dan lebih banyak pembentukan sisa. Tindakan seperti itu akan menunjukkan batu kapur yang tidak murni atau hidraulik.

Jika gel atau bahan setengah padat terbentuk yang tidak mengalir bahkan ketika tabung uji dengan isinya dibalik, itu menunjukkan kapur kelas A. Jika gel tidak terlalu kental dan cenderung mengalir ketika tabung uji diiringi, itu menunjukkan kapur kelas B. Jika tidak ada pembentukan gel, itu menunjukkan kapur kelas C.

(4) Tes Bola: Dalam tes ini, bola dengan ukuran sekitar 40 mm dari kapur kencang yang dibentuk dengan menambahkan cukup air dibuat dan mereka dibiarkan tidak terganggu selama enam jam. Bola kemudian ditempatkan dalam wadah air. Jika ada tanda ekspansi lambat dan hancur lambat dalam beberapa menit setelah ditempatkan dalam air, itu menunjukkan kapur kelas C. Jika di sisi lain, ada sedikit atau tidak ada ekspansi dan banyak retakan, itu menunjukkan kapur kelas B.