Pasir Silika Untuk Industri Bata AAC
Pasir Silika adalah sumber SiO2 terbesar di alam. Kuarsa (SiO2) adalah mineral utama dari silika dan salah satu mineral pembentuk kristal optik. Struktur atomik kuarsa adalah tetra hidron yang satu atom silikon dikelilingi empat atom oksigen. Kuarsa (SiO2) banyak dipakai sebagai bahan industri. Salah satu penggunaan pasir silika sebagai bahan pengisi pada pembuatan bata ringan (Autoclaved Aerated Concrete). Hal ini dikarenakan pasir silika dari hasil pertambangan memiliki berat jenis yang kecil dan kandungan oksida yang tinggi. Pembuatan bata ringan (Autoclaved Aerated Concrete) tersebut dapat dilakukan dengan merekayasa komposisi dengan bahan lain untuk menghasilkan bata yang memiliki kuat tekan yang tinggi dan tahan terhadap api sehingga dapat meminimalisir kerusakan akibat gempa dan kebakaran.
Bata ringan (Autoclaved Aerated Concrete) sering disebut juga beton ringan aerasi. Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis di bawah 1800 kg/m3 sehingga salah satu keunggulan dari beton ringan adalah beratnya yang lebih ringan dari beton normal. Beton ringan mempunyai bahan baku utama yang terdiri dari pasir silika, kapur, semen, air, ditambah dengan suatu bahan pengembang yang kemudian dirawat dengan tekanan uap air.
Kebutuhan beton ringan dalam berbagai aplikasi teknologi konstruksi modern meningkat dengan cepat. Hal ini disebabkan karena berbagai keuntungan yang dapat diperoleh dari penggunaan teknologi beton ringan diantaranya, berat jenis beton yang lebih kecil sehingga dapat mengurangi berat sendiri elemen struktur yang mengakibatkan kebutuhan dimensi tampang melintang menjadi lebih kecil.
Peranan Pasir Kwarsa Dalam Pembuatan Bata Ringan
Dalam proses pembuatan bata ringan (Autoclaved Aerated Concrete) silika berperan dalam pembentukan C-S-H (Calsium-Silikat-Hidrat). Dengan gipsum dan semen, silika membentuk 3CaO.SiO2 (alite), 2CaO.SiO2 (belite) yang kemudian membentuk C-H-S. Reaksi kimia yang terjadi dalam proses produksi bata ringan (Autoclaved Aerated Concrete) dapat digambarkan sebagai berikut:
Dalam proses pencetakan
alite (belite) dalam semen -> C-S-H (I) + Ca(OH)2
CaO (dalam campuran) -> Ca(OH)2
Dalam proses autoklaf
alite (belite) yang tersisa dalam adonan -> CSH + Ca(OH)2
Ca(OH)2 + kuarsa à CSH (I) -> 1.1 nm tobermorite
CSH (I) + kuarsa à CSH (I) -> 1.1 nm tobermorite
Gambar 1. Struktur Tobermorite
Produk hidrasi utama dalam pembuatan bata ringan (Autoclaved Aerated Concrete) adalah 1.1 nm tobermorite (C5S6H5) saat bahan semen, kapur, dan pasir silika dicampurkan. Tobermorite termasuk pada mineral Kalsium-Silikat-Hidrat yang mempunyai fasa kristal. Tobermorite pertama kali dipelajari pada tahun 1880 di Skotlandia. Tobermorite dikenal sebagai bahan utama dalam beton yang berumur panjang pada bangsa Romawi kuno. Selain itu hidroksil-ellestadite (C10S3.3SO3.H2O) dapat ditemukan dalam bata ringan (Autoclaved Aerated Concrete), jika gipsum ditambahkan.
Parameter kualitas sebuah bata ringan (Autoclaved Aerated Concrete) ditentukan oleh nilai kuat tekan (compressive strength). Parameter lain yang ikut menentukan adalah berat jenis (density) bata ringan (Autoclaved Aerated Concrete), ukuran pori-pori dan jumlah ikatan. Ukuran partikel serta banyaknya jumlah silika dalam pasir kuarsa dan banyaknya ikatan yang terbentuk dengan semen dan kapur bakar akan menentukan nilai kuat tekan bata ringan (Autoclaved Aerated Concrete). Karena senyawa-senyawa tersebut merupakan senyawa dominan dalam membentuk senyawa tobermorite.
Pasir silika yang digunakan dalam campuran beton ringan teraerasi memiliki densitas 2,65 g/cm3 mengandung senyawa utama silikon oksida (SiO2) dan senyawa lain seperti titanium manganese silikon (TiMnSiO2), tobermorite (xCaO.ySiO2.zH2O) dan sekaninaite (Fe2Al4Si5O18) (Abdullah, 2008).
Bahan ini sebagai pembawa oksida silika (SiO2) dengan kadar yang cukup tinggi yaitu sekitar 90%. Dalam keadaan murni berwarna putih sampai kuning muda. Selain mengandung SiO2. Pasir silika juga mengandung oksida alumunium dan oksida besi. Pasir silika banya terdapat di daerah pantai. Derajat kemurnian pasir silika dapat mencapai 95-99,8% SiO2.