Perlite konkrit blok untuk bottom Cryogenics tank support

Perlite konkrit blok untuk bottom cryogenic tank support

Oleh

Helmi Abdulgani

Perlite  adalah batuan silika yang berasal dari magma gunung berapi yang mengandung empat mineral utama dengan komposisi silikon dioksida (S_iO₂) 72-75 %, alumina (Al₂O₃) 11-14%,  sodium  oksida (Na₂O) 2.8-4.3 %, dan potasium Oksida (K₂O) 4.8-5.7 %. Selebihnya ferric oksida (Fe₂O₃), calsium oksida (C_aO) dan magnesium oksida (M_gO) merupakan trace element dengan komposisi  rendah.  
Ketika pasir Perlite, dengan ukuran grain tertentu, dipanaskan  seketika sehingga mencapai temperature di atas 870 ^oC, pasir perlite ini akan mengembang  4  sampai 20 kali ukuran aslinya. Pengembangan ini terjadi karena di dalam inti setiap pasir perlite terdapat 2-6 % hydrated water. Air ini dengan seketika berubah menjadi uap dan membentuk gelembung-gelembung kecil di dalam bola gelas perlite. Ruangan kosong yang dihasilkan oleh uap air yang terkurung dalam bola-bola gelas perlite ini, memberikan sifat thermal isolasi yang amat baik dan memiliki berat yang ringan sekali. Tepung perlite ini dapat diklasifikasikan sebagai material inert (tidak bereaksi dengan bahan lain) dan mempunyai pH mendekati 7 setara dangan pH air murni.

Tepung Perlite memiliki kharakteristik isolasi yang sangat baik pada temperature sangat rendah sampai ke temperature yang sangat tinggi. Sebagi contoh, tepung perlite adalah bahan yang paling sering digunakan sebagai bahan isolasi pada tangki-tangki dinding ganda pada penyimpanan gas cair, seperti pada tangki penyimpan LNG, tangki penyimpanan  nitrogen cair, pada tangki penyimpan amonia, dan juga pada tangki penyimpanan gas oxygen dimana temperaturnya mencapai  -240 ^oC.

Perlite konkrit blok

Penggunaan perlite concrate block dalam bentuk ring beam pada base dinding tanki sebelah dalam bertujuan untuk memesahkan ground base dengan dasar tangki itu sendiri.Alasan penggunaan perlite block ini adalah karena perlite block memiliki termal konduktivitas rendah, mempunyai kemampuan untuk menahan beban yang besar, dan juga memiliki kemampunan yang baik dalam menahan gaya seismic. Perlite concrete block yang digunakan untuk ini biasanya harus memiliki compressive strength antara 20-50 kgf/cm2.

Perlite concrete block ini dibuat dengan cara mencampurkan tepung  perlite, semen portland dan air dalam perbandigan tertentu, ditambah sedikit air entraining agent (foaming agent) sehinga menghasilkan concrete blok dengan density rendah, berkekuatan tinggi, dan mempunyai thermal konduktivitas yang rendah. Dengan sifat-sifat seperti ini perlite konkrit blok sangat cocok untuk digunakan sebagai support base pada konstruksi tanki-tanki  cryogenic.  Sifat-sifat fisik  perlite konkrit blok sangat ditentukan oleh perbandingan mixnya dan cara pengadukannya dan cara memeliharannya (curing)  Perlite konkrit blok dapat diproduksi  dari yang mempunyai  dry density 320 kg/m3  sampai dengan 1440 kg/3 dengan menaikkan persentase, semennya. Perlu diingat bahwa semakin kecil density perlite konkrit blok, makin kecil pula thermal konduktivitasnya, sehingga  daya isolasinya bertambah besar.

Pada umumnya perlite concrete block diproduksi dengan memperhatikan keseimbangan antara thermal konduktivitas dan  compressive strength. Artinya perbandingan antara semen, perlite powder dan foaming agent dipilih sedemikian rupa sehingga compressive strength dan thermal konduktivitas sesuai dengan yang diinginkan. Jika semennya diperbanyak, maka density , compressive strength dan thermal kondutivitasnya akan naik. Sebaliknya bila semennya diperkecil, maka density , compressive strength dan thermal kondutivitasnya akan turun pula.   

Campuran 1:6 (satu bagian volume Portland cement dan 6 bagian volume perlite powder) dipilih untuk menghasilkan density 380-480 kg/m3. Pada density ini, thermal conductifity  ( k- factor) yang dihasilkan berkisar antara 0.085 – 0.095 (Watt/m-K ) dan compressive strength berkisar antara  6.5-7.5  kPa.

Sifat-sifat fisik perbandingan campuran untuk perlite concrete block (typical) Rasio Semen:Perlite (Volume) Semen (liter) Perlite(liter) Air (liter) Air Entraining Agent 1:4 191 764 231 (a) 1:6 127 764 204 (a) 1:8 96 764 189 (a) Sifat-sifat fisik (typical) Rasio Semen:Perlite (Volume) Dry Density (kg/m3) Compressive strength (kPa) Wet Density (kg/m3) K-Value (watt/m-K) 1:4 580-675 >14 770-900 0.144 1:6 380-480 >6 610-705 0.084 1:8 290-380 >4 545-640 0.074

Catatan:

(a)

Air Entraining Agent (Foaming Agent)

Air Entraining agent penting sekali dalam proses pembuatan konkrit perlite. Penggunaaan air entraining agent dengan kadar yang tepat amatlah penting. Foaming agent  adalah semacam sabun, yang dapat menghasilkan gelembung kecil udara yang sangat banyak dalam konkrit mix sehingga dapat mengurangi density konkrit perlite  blok dan juga memperkecil termal konduktivitas. Gelembung-gelembung kecil  udara ini, dapat juga membantu mencegah terjadinya keretakan dan kerusukan dari freeze/thaw cycle. Gelembung-gelembung ini mampu menyerap efek pemuaian dan penyusutan konkrit.

Tujuan utama penambahan foaming agent  adalah untuk mendapat koncrate mix dengan kandungan udara sekitar 8-15 %,  hanya itu

Ada beberapa product yang dapat digunakan dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Diantaranya adalah

Siponic-liquid  dari pabrik Alcolac

Micro Air dari BASF

AG-Hostapur OS dari Clarant

Airalon Range, Daravair Range, Darex Range dari pabrik Grace Construction Product

Perlu diingat bahwa produk-produk diatas hanya untuk contoh saja.Merek-merek lain juga boleh asalkan hasil akhirnya 8-15% kandungan udara dalam mix.

http://www.schundler.com/cryoconblocks.htm
http://www.irperlite.ir/en/index.php/building-blocks-of-lightweight-and-super-lightweight-perlite

Lihat blog petrolearning
Lihat blog Paham Matematika