Pasir

Latar Belakang

Pasir adalah material lepas, terfragmentasi, terbentuk secara alami yang terdiri dari partikel yang sangat kecil dari batuan, karang, atau cangkang yang membusuk. Pasir digunakan untuk memberikan curah, kekuatan, dan properti lainnya untuk bahan konstruksi seperti aspal dan beton. Ini juga digunakan sebagai bahan dekoratif dalam lansekap. Jenis pasir tertentu digunakan dalam pembuatan kaca dan sebagai bahan cetakan untuk pengecoran logam. Pasir lainnya digunakan sebagai abrasif dalam sandblasting dan untuk membuat amplas.

Pasir digunakan sejak 6000 SM. untuk menggiling dan memoles batu untuk membuat alat yang diasah dan benda lainnya. Batu-batu itu digosokkan pada sepotong batu pasir yang dibasahi untuk mengasah ujung tombak. Dalam beberapa kasus, pasir lepas tersebar di atas batu datar, dan benda-benda digosokkan ke permukaan berpasir untuk menghaluskannya. Manik-manik pertama dengan lapisan kaca muncul di Mesir sekitar 3.500-3.000 SM. Kaca itu dibuat dengan melelehkan pasir, meskipun kaca yang terbentuk secara alami yang terbentuk oleh aktivitas gunung berapi mungkin sudah dikenal jauh sebelum waktu itu.

Di Amerika Serikat, pasir digunakan untuk memproduksi kaca sejak tahun 1607 dengan berdirinya koloni Jamestown yang berumur pendek di Virginia. Usaha pembuatan kaca berkelanjutan pertama dibentuk pada tahun 1739 di Wistarburgh, New Jersey, oleh Caspar Wistar. Produksi pasir untuk keperluan konstruksi tumbuh secara signifikan dengan dorongan untuk jalan beraspal selama Perang Dunia I dan melalui tahun 1920-an. Ledakan perumahan pada akhir 1940-an dan awal 1950-an, ditambah dengan meningkatnya penggunaan beton untuk konstruksi bangunan, memberikan dorongan lain dalam produksi.

Saat ini, pemrosesan pasir adalah bisnis multi-miliar dolar dengan operasi mulai dari pabrik yang sangat kecil yang memasok pasir dan kerikil hingga beberapa kontraktor bangunan lokal hingga pabrik yang sangat besar dan sangat otomatis yang memasok ratusan truk pasir per hari hingga berbagai macam pelanggan di area yang luas.

Bahan Baku

Pasir yang paling umum terdiri dari partikel kuarsa dan feldspar. Partikel pasir kuarsa tidak berwarna atau agak merah muda, sedangkan pasir feldspar berwarna merah muda atau kuning. Pasir hitam, seperti yang ditemukan di Hawaii, terdiri dari partikel obsidian yang terbentuk oleh aktivitas gunung berapi. Pasir hitam lainnya termasuk bahan seperti magnetit dan homblende. Pasir karang berwarna putih atau abu-abu, dan pasir yang tersusun dari pecahan cangkang kerang biasanya berwarna coklat muda. Pasir putih di Teluk Meksiko terbuat dari partikel halus batu kapur yang dikenal sebagai oolite, berasal dari kata Yunani yang berarti batu telur. Pasir putih White Sands, New Mexico, terbuat dari kristal gipsum. Biasanya, gipsum larut oleh air hujan, tetapi daerah di sekitar Pasir Putih sangat gersang sehingga kristal bertahan untuk membentuk bukit pasir bergelombang.

Pasir kuarsa, yang tinggi kandungan silika, digunakan untuk membuat kaca. Ketika pasir kuarsa dihancurkan, mereka menghasilkan partikel dengan tepi tajam dan sudut yang kadang-kadang digunakan untuk membuat amplas untuk menghaluskan kayu. Beberapa pasir kuarsa ditemukan dalam bentuk batupasir. Batupasir adalah bahan seperti batuan sedimen yang terbentuk di bawah tekanan dan terdiri dari partikel pasir yang disatukan oleh bahan penyemenan seperti kalsium karbonat. Beberapa batupasir terdiri dari partikel kuarsa yang hampir murni dan merupakan sumber silikon yang digunakan untuk membuat chip silikon semikonduktor untuk mikroprosesor.

Pasir cetakan, atau pasir pengecoran, digunakan untuk pengecoran logam. Mereka terdiri dari sekitar 80% -92% silika, hingga 15% alumina, dan 2% oksida besi. Kandungan alumina memberikan pasir cetakan sifat pengikatan yang tepat yang diperlukan untuk menahan bentuk rongga cetakan.

Pasir yang diambil dari tepi sungai dan tidak dicuci atau disortir dengan cara apa pun dikenal sebagai pasir bank-run. Ini digunakan dalam konstruksi umum dan lansekap.

Definisi ukuran partikel pasir bervariasi, tetapi pada umumnya pasir mengandung partikel yang berdiameter sekitar 0,0025-0,08 in (0,063-2,0 mm). Partikel yang lebih kecil dari ini diklasifikasikan sebagai lanau. Partikel yang lebih besar adalah butiran atau kerikil, tergantung pada ukurannya. Dalam bisnis konstruksi, semua material agregat dengan partikel yang lebih kecil dari 0,25 in (6,4 mm) diklasifikasikan sebagai agregat halus. Ini termasuk pasir. Bahan dengan partikel dari 0,25 inci (6,4 mm) sampai sekitar 6,0 inci (15,2 cm) diklasifikasikan sebagai agregat kasar.

Pasir memiliki massa jenis 2.600-3.100 lb per yard kubik (1.538-1.842 kg per meter kubik). Kandungan air yang terperangkap di antara partikel pasir dapat menyebabkan densitas bervariasi secara substansial.

Manufaktur
Proses

Persiapan pasir terdiri dari lima proses dasar:dekomposisi alami, ekstraksi, sortasi, pencucian, dan dalam beberapa kasus penghancuran. Proses pertama, dekomposisi alami, biasanya memakan waktu jutaan tahun. Proses lainnya memakan waktu jauh lebih sedikit.

Pabrik pengolahan terletak di sekitar deposit alami material untuk meminimalkan biaya transportasi. Jika pabrik terletak di sebelah bukit pasir atau pantai, pabrik hanya dapat memproses pasir. Jika terletak di sebelah dasar sungai, biasanya akan mengolah pasir dan kerikil karena kedua bahan tersebut sering bercampur. Sebagian besar pabrik tidak bergerak dan dapat beroperasi di lokasi yang sama selama beberapa dekade. Beberapa pembangkit bergerak dan dapat dipecah menjadi komponen terpisah untuk ditarik ke lokasi penggalian. Pabrik bergerak digunakan untuk proyek konstruksi jarak jauh, di mana tidak ada pabrik stasioner di dekatnya.

Kapasitas pabrik pengolahan diukur dalam ton per jam output produk jadi. Tanaman stasioner dapat menghasilkan beberapa ribu ton per jam. Pabrik bergerak lebih kecil dan outputnya biasanya berkisar antara 50-500 ton (50,8-508 metrik ton) per jam.

Di banyak lokasi, pabrik produksi aspal atau pabrik beton siap pakai beroperasi di lokasi yang sama dengan pabrik pasir dan kerikil. Dalam kasus tersebut, sebagian besar hasil pasir dan kerikil dikirim langsung ke timbunan untuk pabrik aspal dan beton.

Langkah-langkah berikut biasanya digunakan untuk mengolah pasir dan kerikil untuk keperluan konstruksi.

Dekomposisi alami

• 1 Batuan padat dipecah menjadi bongkahan-bongkahan oleh kekuatan mekanis alami seperti pergerakan gletser, pemuaian air di celah-celah selama pembekuan, dan tumbukan batu-batuan satu sama lain.
• 2 Potongan batuan selanjutnya dipecah menjadi butiran oleh aksi kimia vegetasi dan hujan yang dikombinasikan dengan dampak mekanis saat partikel yang semakin kecil terbawa dan dipakai oleh angin dan air.
• 3 Saat butiran batuan terbawa ke perairan, beberapa diendapkan di sepanjang tepian, sementara yang lain akhirnya mencapai laut, di mana mereka dapat bergabung dengan pecahan karang atau cangkang untuk membentuk pantai. Pasir yang terbawa angin dapat membentuk bukit pasir.

Ekstraksi

• 4 Pengambilan pasir bisa sesederhana menyendoknya dari tepi sungai dengan kendaraan karet yang disebut front loader. Beberapa pasir digali dari bawah air menggunakan kapal keruk apung. Kapal keruk ini memiliki boom panjang dengan kepala pemotong yang berputar untuk melonggarkan endapan pasir dan pipa hisap untuk menyedot pasir.
• 5 Jika pasir diekstraksi dengan front loader, kemudian dibuang ke truk atau kereta api, atau ditempatkan ke ban berjalan untuk diangkut ke pabrik pengolahan terdekat. Jika pasir diekstraksi dari bawah air dengan kapal keruk, bubur pasir dan air dipompa melalui pipa ke pabrik.

Menyortir

• 6 Di pabrik pengolahan, bahan yang masuk pertama-tama dicampur dengan air, jika belum tercampur sebagai bagian dari bubur, dan dibuang melalui saringan berlubang besar di pengumpan untuk memisahkan batu, gumpalan tanah liat, tongkat, dan benda asing lainnya. Jika bahan tersebut terikat kuat dengan tanah liat atau tanah, maka bahan tersebut dapat melewati penggilingan pisau yang memecahnya menjadi potongan-potongan yang lebih kecil.
• 7 Material kemudian melewati beberapa/perforated screen atau pelat dengan diameter lubang atau bukaan yang berbeda untuk memisahkan partikel menurut ukurannya. Layar atau pelat berukuran lebar hingga 10 kaki (3,1 m) dengan panjang hingga 28 kaki (8,5 m) dan dimiringkan pada sudut sekitar 20-45 derajat dari horizontal. Mereka digetarkan untuk memungkinkan material yang terperangkap di setiap tingkat bekerja keluar dari ujung layar dan ke sabuk konveyor yang terpisah. Layar yang paling kasar, dengan lubang terbesar, berada di atas, dan layar di bawahnya memiliki lubang yang semakin kecil.

Mencuci

• 8 Bahan yang berasal dari saringan paling kasar dicuci dalam mesin cuci kayu sebelum disaring lebih lanjut. Nama peralatan ini berasal dari praktik awal memasukkan batang kayu pendek ke dalam drum berputar yang diisi dengan pasir dan kerikil untuk ditambahkan ke tindakan menggosok. Mesin cuci kayu gelondongan modern terdiri dari bak horizontal yang agak miring dengan bilah yang berputar perlahan yang terpasang pada poros yang mengalir ke bawah sumbu bak. Pisau mengaduk material saat melewati palung untuk menghilangkan sisa tanah liat atau tanah lunak. Partikel kerikil yang lebih besar dipisahkan dan disaring ke dalam ukuran yang berbeda, sedangkan partikel pasir yang lebih kecil yang telah melekat pada kerikil dapat dibawa kembali dan ditambahkan ke aliran material yang masuk.
• 9 Bahan yang berasal dari saringan antara dapat disimpan dan dicampur dengan kerikil kasar atau pasir halus untuk membuat berbagai campuran agregat.
• 10 Air dan material yang melewati saringan terbaik dipompa ke tangki klasifikasi pasir horizontal. Saat campuran mengalir dari satu ujung tangki ke ujung lainnya, pasir tenggelam ke dasar di mana ia terperangkap dalam serangkaian tempat sampah. Partikel pasir yang lebih besar dan lebih berat keluar terlebih dahulu, diikuti oleh partikel pasir yang semakin kecil, sedangkan partikel lumpur yang lebih ringan terbawa aliran air. Air dan lumpur kemudian dipompa keluar dari tangki pengklasifikasi dan melalui clarifier dimana lumpur mengendap ke dasar dan dihilangkan. Air jernih disirkulasikan kembali ke feeder untuk digunakan kembali.
• 11 Pasir dikeluarkan dari wadah di dasar tangki pengklasifikasi dengan sekrup penguras air yang berputar yang perlahan-lahan memindahkan pasir ke atas bagian dalam silinder miring. Pasir dengan ukuran yang berbeda kemudian dicuci lagi untuk menghilangkan lumpur yang tersisa dan diangkut dengan ban berjalan ke tempat penimbunan untuk disimpan.

Menghancurkan

• 12 Beberapa pasir dihancurkan untuk menghasilkan ukuran atau bentuk tertentu yang tidak tersedia secara alami. Penghancur dapat berupa jenis kerucut berputar di mana pasir jatuh di antara kerucut berputar atas dan kerucut tetap bawah yang dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil. Setiap partikel yang lebih besar dari jarak pemisahan ini dihancurkan di antara kerucut logam berat, dan partikel yang dihasilkan jatuh ke bawah.

Kontrol Kualitas

Sebagian besar pabrik pemrosesan agregat besar menggunakan komputer untuk mengontrol aliran material. Laju umpan bahan yang masuk, laju getaran layar penyortiran, dan laju aliran air melalui tangki pengklasifikasi pasir semuanya menentukan proporsi produk jadi dan harus dipantau dan dikendalikan. Banyak spesifikasi untuk campuran aspal dan beton memerlukan distribusi ukuran dan bentuk agregat tertentu, dan produsen agregat harus Persiapan pasir terdiri dari lima proses dasar:dekomposisi alami, ekstraksi, sortasi, pencucian, dan dalam beberapa kasus penumpasan. Pasir diekstraksi dari lokasi di mana itu terjadi baik dengan kapal keruk apung atau pemuat depan. Kapal keruk mengirimkan bubur pasir dan air ke pabrik pengolahan melalui pipa, sementara pemuat depan hanya mengambil pasir ke atas dan ke truk atau ke ban berjalan untuk transportasi ke pabrik. Pasir disortir melalui serangkaian saringan yang memisahkan partikel dengan ukuran berbeda. Pasir dicuci, dan partikel yang lebih kecil dikirim ke tangki pengklasifikasi pasir, di mana partikel dipisahkan lebih lanjut. Beberapa partikel dapat dihancurkan jika partikel yang lebih kecil diperlukan. memastikan bahwa pasir dan kerikil memenuhi spesifikasi tersebut.

Masa Depan

Produksi pasir dan kerikil di banyak daerah semakin dibatasi. Korps Insinyur Angkatan Darat Amerika Serikat, yang beroperasi di bawah Undang-Undang Air Bersih Federal, telah mewajibkan izin untuk ekstraksi pasir dari sungai, aliran air, dan saluran air lainnya. Biaya studi khusus yang diperlukan untuk mendapatkan izin ini seringkali terlalu mahal untuk memungkinkan perusahaan kecil melanjutkan operasinya. Dalam kasus lain, pembangunan perumahan di sekitar pabrik pengolahan agregat yang ada telah menyebabkan pembatasan kebisingan, debu, dan lalu lintas truk. Hasil keseluruhan dari pembatasan ini di area tertentu adalah pasir dan kerikil yang digunakan untuk konstruksi harus diangkut dari luar area dengan biaya yang meningkat secara signifikan di masa depan.