BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Gambaran Umum Obyek Penelitian Obyek penelitian ini adalah beton mutu tinggi dengan tambahan Kawat bendrat
dan admixturesuperplaticizer yang memiliki kuat tekan rencana sebesar 50 MPa. Beton yang telah mencapai finalsetting (beton yang telah mengeras) harus segera melalui proses perawatan (curing). Proses perawatan ini berguna untuk mengurangi panas pada beton. Proses perawatan dilakukan dengan cara direndam dalam bak yang berisi air bersuhu normal. Penambahan kawat bendrat dan silica fumebertujuan untuk meningkatkan kemampuan memikul gaya tekan dan gaya tarik
pada proses
pengujian kuat tekan dan pengujian kuat tarik. 2.2
Definisi Beton Beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidrolik, agregat
halus, agregat kasar, dan air dengan atau tanpa bahan tambahan dan membentuk massa padat (SK.SNI T-15-1990-03:1). Sedangkan beton berserat sendiri adalah beton yang materialnya ditambah dengan komponen serat yang bisa berupa kawat bendrat, plastik, glass, ataupun serabut dari bahan alami. Beton
sangat diminati karena bahan ini merupakan
konstruksi yang mempunyai banyak kebaikan, antara lain : 1.
Harganya relatif murah karena dapat menggunakan bahan-bahan dasar dari bahan lokal, terkecuali semen portland
2.
Beton termasuk bahan yang berkekuatan tekan tinggi, serta mempunyai sifat tahan terhadap perkaratan/ pembusukan oleh kondisi lingkungan
3.
Beton segar dapat dengan mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk apapun dan dengan ukuran apapun sesuai dengan keinginan
4.
Kuat tekannya yang tinggi jika dikombinasikan dengan baja (yang kuat tariknya tinggi) dapat dikatakan mampu dibuat untuk struktur berat
1
Disamping memiliki kelebihan, beton juga memiliki beberapa kelemahan yaitu : 1.
Beton memiliki kuat tarik yang rendah sehingga mudah retak kuat tariknya hanya berkisar antra 9% - 15%,
2.
Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi,
3.
Karena beton itu memiliki campuran bahan seperti semen, agregat kasar, agregat halus, dan air maka beton segar cenderung memiliki bobot yang berat,
4.
Membutuhkan alat cetakan sebagai alat pembentuk,
5.
Beton bersifat getas (mudah pecah).
2.3
Beton Mutu Tinggi Definisi beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidrolik dan
yang lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air dengan atau tanpa bahan campuran tambahan membentuk massa padat (SK.SNI T-15-1990-03:1). Beton adalah suatu massa yang terjadi dengan mencampurkan bahan semen, air, dan agregat serta bahan tambahan (admixture) jika diperlukan. Beton dapat di klasifikasikan sebagai berikut : a.
Beton non struktural, yaitu beton yang hanya terdiri dari bahan campuran semen, air, dan agregat serta bahan tambahan (bila di perlukan),
b.
Beton struktural, yaitu beton yang menggunakan bahan campuran semen, air, dan agregat dan admixture bila di perlukan serta dengan penambahan baja tulangan (besi beton). Berdasarkan mutu kinerjanya, maka beton dikelompokkan menjadi 2 yaitu
beton normal dan beton mutu tinggi. Berdasarkan ACI Committe 211.4R-93 (ACI Committe: 1996). Beton mutu normal adalah beton yang mempunyai nilai kuat tekan kurang dari 41 MPa, dan berdasarkan ACI Committe 363R-92, beton mutu tinggi adalah beton yang mempunyai nilai kuat tekan 41 MPa atau lebih. Klasifikasi beton berdasarkan kekuatannya, dapat dibagi dalam tiga kelas yaitu : 1. Kuat tekan yang karakteristiknya 200-500 kg/cm2 disebut beton normal Normal Strength Concrete (NSC), 2. Kuat tekan yang karakteristiknya 500-800 kg/cm2 disebut beton mutu tinggi High Strength Concrete (HSC), 3. Kuat tekan yang karakteristiknya lebih dari 800 kg/cm2 disebut mutu beton sangat tinggi Very High Strength Concrete (VHSC).
Beton mutu tinggi dapat diartikan sebagai beton yang berorientasi pada kekuatan yang tinggi yang mempertimbangkan keawetan beton (durability) serta kemudahan pengerjaan beton (workability). 2.4
Material Penyusun Beton Mutu Tinggi
1.4.1
Semen portland (PC) Berdasarkan Standar Nasional Indonesia nomor 15-2049-2004 semen adalah
bahan yang memiliki sifat adhesif maupun kohesif, yaitu bahan pengikat. Definisi semen portland adalah semen hidraulis yang dihasilakan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidraulis bersama bahan-bahan yang biasa digunakan yaitu gypsum. Semen merupakan material pengikat pada beton. Semen yang dicampur dengan air akan menjadi pasta semen atau grout. Semen yang dicampur dengan air dan agregat halus biasa disebut dengan mortar. Berdasarkan susunan materialnya, semen dikelompokan menjadi dua jenis, yaitu : a. Semen non-hidraulik
: semen yang tidak dapat mengikat dan mengeras
didalam air, tapi akan mengeras di udara. Contoh utama dari semen non-hidraulik adalah kapur b. Semen hidraulik : semen yang mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras didalam air. Contoh dari jenis ini adalah semen portland dan semen alumina Semen jika dicampur dengan air akan membentuk adukan yang disebut pasta semen, jika dicampur dengan agregat halus (pasir) dan air, maka akan terbentuk adukan yang disebut mortar, jika ditambahkan dengan agregat kasar akan membentuk adukan yang disebut dengan beton. Berikut adalah spesifikasi teknis semen portlandtipe I yang digunakan dalam penelitian ini :
Tabel 0.1Spesifikasi Teknis Semen Portland Tipe I SNI 15-7064Items
Quality
2004
Unit
Standard
Typical
Range
%
12 max.
4,6
4,5 – 5,7
m2/kg
280 min.
418
391 – 427
%
0,8 max.
0,05
0,03 – 0,07
Physical Properties: 1. Air content of mortar, volume 2. Fineness, sikaecific surface 3. Autoclave axpansion 4. Compressive strength 3 days
kg/cm2
125 min.
236
213 – 249
7 days
2
kg/cm
200 min.
303
284 – 322
28 days
kg/cm2
250 min.
402
381 – 452
Minute
45 min.
128
106 – 168
Minute
375 max.
339
315 – 452
%
50 min.
73,4
75 – 87
Kal/gr
66,4
65 – 67
%
25,4
24,5 – 25,9
3,05
3,00 – 3,10
5. Time of
Initial set
setting, vicat Final set 6. False Set 7. Heat of hydration 8. Normal consistency 9. Sikaecific gravity Chemical Properties: 1. Silicone dioxide
%
-
23,04
21,7 – 23,5
2. Alumunium oxide
%
-
7,4
6,1 – 7,6
3. Ferric oxide
%
-
3,36
3,1 – 3,9
4. Calcium oxide
%
-
57,38
57,0 – 60,3
5. Magnesium oxide
%
-
1,91
1,0 – 2,9
6. Sulfur oxide
%
4,0 max.
2
1,6 – 2,1
7. Loss on ignitation
%
-
3,94
3,5 – 8,0
8. Insolube residue
%
-
10,96
5,0 – 12,5
9. Free Lime
%
-
0,56
0,5 – 1,5
(Sumber : P.T. Tiga Roda Indocement)
Tabel 0.2 Susunan Oxida Semen Portland Oksida % rata- rata Kapur (CaO) 63 Silika (SiO2) 22 Alumunia (Al2O3) 7 Besi (Fe203) 3 Magnesia (MgO) 2 Sulfur (SO3) 2 (Sumber : P.T. Tiga Roda Indocement)
Berikut ditampilkan tabel senyawa penyusun semen portland : Tabel 0.3 Senyawa Penyusun Semen Portland Nama Senyawa Rumus Oksida Trikalsium Silikat 3CaO.SiO2 Dicalsium Silikat 2CaO.SiO2 Tricalsium Alumat 3CaO.Al2O3 Tetracalsium Aluminoferit 4CaO.Al.2O3 FeO3 (Sumber : P.T. Tiga Roda Indocement)
Notasi C3S C2S C3A C4Af
Kadar Rata-rata 50 25 12 8
Senyawa-senyawa kimia dari semen portland adalah tidak stabil secara termodinamis, sehingga sangat cenderung untuk beraksi dengan air. Untuk membentuk produk hidrasi dan kecepatan bereaksi denga air dari setiap komponen adalah berdea-beda, maka sifat-sifat hidrasi masing-masing komponen adalah sebagai berikut : b.
Tricalsium Sillikat (C3S) = 3CaO.SiO2 Senyawa ini mengalami hidrasi yang sangat cepat yang menyebabkan
pengerasan awal. Menunjukan desintegrasi (perpecahan) oleh sulfat air tanah, oleh perubahan volume kemungkinan mengalami retak-retak c.
Dicalsium Silikat (C2S) = 2CaO.Sio2 Senyawa ini mengeras beberapa jam dan dapat melepaskan panas, kuaitas
yang terbentuk dalam ikatan menentukan pengaruh terhadap kekuatan beton pada awal umumnya. Terutama pada 14 hari pertama
d.
Tricalsium Alumat (C3A) = 3CaOAl2O3 Formasi senyawa ini berlangsung perlahan dengan pelepasan panas yang
lambat, senyawa ini berpengaruh terhadap proses peningkatan kekuatan yang terjadi dari hari ke 14 sampai hari ke 28. Memiliki ketahanan agresi kimia yang relatif tinggi. Penyusutan yang relatif rendah. Perubahan komoposisi kimia semen yang dilakukan dengan cara mengubah presentase 4 komponen utama semen dapat menghasilakan beberapa tipe semen yang sesuia dengan tujuan pemakaiannya. Pemakaian semen portland di indonesia dibagi menjadi 5 jenis yaitu sebagai berikut : Tabel 0.4 Jenis Semen Portland Menurut ASTM C.150 Jenis Semen
Sifat Pemakaian
Kadar Senyawa (%) C3S
I Normal 50 II Modifikasi 42 III Kekuatan Awal Tinggi 60 IV Panas Hidrasi Rendah 26 V Tahan Sulfat 40 (Sumber : P.T. Tiga Roda Indocement)
C2S
C3S
C4Af
24 33 13 50 40
11 5 9 5 9
8 13 8 12 9
Panas Hidrasi 7 Hari (J/g) 330 250 500 210 250
Penjelasan dari jenis-jenis semen ini adalah : •
Jenis I, merupakan semua semen Portland untuk tujuan umum, biasa tidak memerlukan sifat-sifat khusus misalnya, gedung trotoar, jembatan, dan lainlain.
•
Jenis II, merupakan semen Portland yang tahan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang dan ketahanan terhadap sulfat lebih baik, penggunaannya pada pir (tembok di laut dermaga), dinding tahan tanah tebal dan lain.
•
Jenis III, merupakan semen Portland dengan kekuatan awal tinggi. Kekuatan dicapai umumnya dalam satu minggu. Umumnya dipakai ketika acuan harus dibongkar secepat mungkin atau ketika struktur harus cepat dipakai.
•
Jenis IV, merupakan semen Portland dengan panas hidrasi rendah. Dipakai untuk kondisi dimana kecepatan dan jumlah panas yang timbul harus minimum.
•
Jenis V, merupakan semen Portland tahan sulfat, dipakai untuk beton dimana menghadapi aksi sulfat yang panas. Umumnya dimana atau air tanah mengandung kandungan sulfat yang tinggi.
Gambar 0.1 Semen Portland Tipe I
1.4.2 Agregat Agregat adalah material granular, seperti pasir, kerikil, batu pecah, dan tungku pijar yang dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk membentuk suatu beton atau adukan semen hidraulik (SNI 03-2487-2002). Proporsi agregat di dalam campuran beton sangat tinggi, menempati 70 – 75% dari total volume beton.kualitas agregat sangat berpengaruh terhadap kualitas suatu beton. Kualitas agregat yang baik berpengaruh pada kelecakan, durabilitas, kekuatan, dan nilai ekonomi pada beton. Sifat yang paling penting dari suatu agregat adalah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas,
dan karakteristik absorbsi yang
mempengaruhi daya tahan terhadap penyusutan. Berdasarkan ukurannya gradasi agregat dibagi menjadi dua bagian, yaitu : a)
Agregat halus Agregat halus atau pasir adalah agregat yang butirannya lolos saringan 4,75
mm, agregat halus ini tertahan pada saringan no. 200 dan lolos pada saringan no.8. bagian yang lolos dari suatu saringan tidak boleh lebih dari 45% dari yang tertahan pada saringan berikutnya. Agregat halus memiliki modulus kehalusan antara 2,3-3,1. Gradasi dan keseragaman agregat halus menentukan workability campuran beton daripada gradasi dan keseragaman agregat kasar. Karena mortar memiliki fungsi
sebagai pelumas, sedangkan agregat kasar hanya bertujuan untuk mengisi ruang pada beton saja. Ukuran agregat halus dibagi menjadi 4 zona yang dijadikan sebagai uji gradasi. Agregat halus harus memenuhi syarat-syarat berikut : •
Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras. Butiranya harus bersifat kekal. Dan tidak boleh pecah dan hancur oleh pengaruh cuaca
•
Presentase lumpur yang terkandung dalam agregat halus jumlahnya tidak boleh lebih besar dari 5%. Lumpur adalah material yang lolos ayakan 0,063 mm. Jika kadar lumpur yang terkandung pada agregat halus melinihi 5% maka agregat harus dicuci dulu
•
Tidak boleh ada bahan organik yang tergantung pada agregat halus. Cara pengetesannya dengan melarutkan larutan NaOH
•
Agregat halus terdiri dari butiran yang beraneka ragam dan ukurannya melewati saringan 4,75 mm dan tertahan pada saringan no. 200 (0,075 mm) Tabel 0.5 Syarat Gradasi Agregat Halus Presentase Lolos Daerah I Daerah II Daerah III Daerah IV (%) (%) (%) (%) 10 100 100 100 100 4,8 90 - 100 90 – 100 90 – 100 90 – 100 2,4 60 - 95 75 – 100 85 – 100 95 – 100 1,2 30 - 70 55 – 90 75 – 100 90 – 100 0,6 15 - 34 35 – 59 60 – 79 80 – 100 0,3 5 - 20 8 – 30 12 – 40 15 – 50 0,15 0 - 10 0 - 10 0 – 10 0 - 15 Sumber : SNI 03-2834-2000, Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal Ukuran Lubang Ayakan (mm)
b)
Agregat kasar Agregat kasar disebut juga dengan nama kerikil atau sikalit. Memiliki ukuran
lebih besar dari 4,75 mm. Menurut SII, kehalusan agregat kasar harus berada antara 6,0 – 7,1. Gradasi agregat kasar untuk ukuran tertentu dapat divariasi tanpa berpengaruh besar pada kebutuhan semen dan air yang baik. Makin besar diameter maksiumum maka akan semakin ekonomis. Komposisi dari agregat kasar harus memenuhi persyaratan gradasi yaitu melalui analisa saringan dengan nomor sebagai berikut :
Tabel 0.6 Analisa Saringan Agregat Kasar
No. Saringan (mm) 76 38 19 9,5 4,8
Persentase agregat yang lolos saringan (%) Gradasi Agregat 40 mm 20 mm 10 mm 100 95 - 100 100 35 - 70 95 - 100 100 10 - 40 30 - 60 50 - 85 0-5 0 - 10 0 - 10
Sumber : SNI 03-2834-2000, Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal Ukuran maksimal agrergat kasar dapat dikelompokkan menjadi 3 zona, seperti yang tercantum pada tabel 2.2 Tabel 0.7 Analisa Saringan Agregat Kasar Ukuran Lubang Ayakan (mm) 76 38 19 9,6 4,8
Presentase Lolos (%) Gradasi Agregat 40 mm 20 mm 10 mm 100 92 - 100 100 35 - 70 95 - 100 100 10 - 40 30 - 60 50 -85 0-5 0 - 10 0 -10
Sumber : SNI 03-2834-2002, Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal
Untuk menilai baik atau tidaknya agregat yang akan digunakan untuk campuran beton, maka perlu diperhatikan beberapa hal berikut : a.
Ukuran butiran maksimum serta gradasi
b.
Kebersihan agregat
c.
Kekerasan
d.
Bentuk visual agregat
e.
Berat jenis dan absorpsi
f.
Kadar organik
Gambar 0.2 Agergat Kasar
1.4.3 Air Air merupakan bahan yang diperlukan untuk pembuatan beton. Pasta semen merupakan hasil reaksi kimia antara semen dan air. Perbandingan air tehadap semen yang biasa disebut dengan FAS (faktor air semen). Air harus selalu ada dalam campuran beton kerana diperlukan untuk hidrasi semen dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton (workability). Fungsi dari air disini antara lain adalah sebagai bahan pencampur dan mengaduk antara semen dan agregat. Pada umunya air yang dapat diminum memenuhi persyaratan sebagai air yang dapat dicampur sebagai bahan pencampur beton. Air ini harus bebas dari padatan tersusikaensi ataupun padatan terlarut yang terlalu banyak, dan bebas dari material organik. 2.5
Penggunaan Bahan Tambah Penguat Beton Menurut ASTM C.125-1995:61, “Standard Definition of Terminilogy
Relating to Concrete and Concrete Aggregates” dan dalam ACI SIKA-19 admixture didefiniSIKAn sebagai material selain air, agregat, dan semen yang dicampur kedalam adukan beton atau mortar selama pengadukan berlangsung. Secara umum bahan tambah yang digunakan dalam beton dapat dibedakan menjadi 2, yaitu bahan tambah yang bersifatkimiawi (chemical admixture) dan bahan tambah yang bersifat mineral (additive). Adapun bahan tersebut antara lain :
1.5.1
Bahan Tambah Kimia (Admixture)
Menurut ASTM C.494 dan Pedoman Beton 1989 SKBI.1.4.53.1989, jenis bahan tambah kimia dibedakan menjadi tujuh tipe bahan tambah. Pada dasarnya suatu bahan tambah harus mampu memperlihatkan komposisi dan kualitas yang sama dalam masa pengerjaan sesuai dengan proprsi betonnya. a. Tipe A “Water-Reducing Admixture” Water-Reducing
Admixtureadalah
bahan
tambah
yang
mengurangi
air
pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu. Bahan ini digunakan dengan tidak merubah kadar semen yang digunakan, dan dengan faktor air semen yang tetap maka nilai slump yang dihasilkan dapat lebih tinggi. b. Tipe B “Retarding Admixture” Retarding Admixtureadalah bahan tambah yang berfungsi untuk menghambat waktu pengikat beton. Penggunaannya untuk menunda waktu pengikatan beton, misalnya karena kondisi cuaca panas, atau untuk memperpanjang waktu pemadatan. c. Tipe C “Accelerating Admixture” Accelerating
Admixture
adalah
bahan
tambah
yang
berfungsi
untuk
mempercepat pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton. Bahan ini dapat digunakan untuk mengurangi lamanya waktu pengeringan dan mempercepat pencapaian kekuatan awal beton. Acceleration admixture yang paling terkenal adalah kalsium klorida. Dosisi maksimum adalah 2% dari pemakaian semen yang digunakan. d. Tipe D “Water Reduscing and Retarding Admixture” Water Reducing and Retarding Admixtureadalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan awal. e. Tipe E “Water Reducing and Accelerating Admixture” Water Reducing and Accelerating Admixtureadalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan dan untuk mempercepat pengikatan awal.
f. Tipe F “Water Reducing, High Range Admixture” Water Reducing, High Range Admixtureadalah bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih. g. Tipe G“Water Reducing, High Range Retarding Admixture” Water Reducing, High Retarding Admixtureadalah bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih juga. 1.5.2
Bahan Tambah Mineral (Additive)
Pada saat ini, bahan tambah minerla lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kuat tekan beton. Menurut Cain, 1994 beberapa keuntungan penggunaan bahan tambah mineral antara lain : • Memperbaiki kinerja workability, • Mengurangi biaya pengerjaan beton, • Mempertinggi usia beton, • Mempertinggi kuat tekan beton, • Mempertinggi keawetan beton, • Mengurangi susut pada beton, • Mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton. Berikut ini adalah berapa bahan tambah mineral yang banyak digunakan : a. Abu Terbang Batu Bara (Fly Ash) Menurut ASTM C.168, abu terbang didefinisikan sebagai butiran halus hasil pembakaran batu bara atau bubuk batu bara. Abu terbang dapat dibedakan menjadi 2 yaitu abu terbang normal yang dihasilkan dari pembakaran batu bara antrasit atau batu bara bitomius dan abu terbang kelas C yang dihasilkan dari batu bara kelas lignite atau subbitemeus. Abu terbang kelas C kemungkinan mengandung kapur (lime) lebih dari 10% beratnya. b. Slag Slag merupakan hasil pembakaran tanur tinggi. Definisi slag menurut ASTM C.989 “Standard Sikaecification For Ground Granulated Blast Furnance Slag For Use In Concrete and Mortar” adalah produk non metal yang merupakan material
berbentuk halus. Granular hasil pembakaran yang kemudian didinginkan misalnya dengan mencelupkannya kedalam air. Keuntungan menggunakan slag (Levis,1982) adalah sebagai berikut : • Meningkatkan kekuatan beton, karena kecenderungan lambatnya kenaikan kuat tekan, • Meningkatkan rasio kelenturan dan kuat tekan • Meningkatkan ketahanan sulfat dalam air laut • Mengurangi porositas dan serangan klorida c. Silica fume Menurut ASTM C.1240-95 “Sikaecification For Silica Fume For Use In Hydraulic Cement Concrete and Mortar”, silica fume adalah material pozzolan yang halus dimana kompisisi silica lebih banyak yang dihasilkan dari sisa produksi silicon atau alloy besi silicon (dikenal dengan gabungan antara microsilica dan silica fume). Penggunaan
silica
fume
dalam
campuran
beton
dimaksudkan
untuk
menghasilkan beton dengan kuat tekan yang tinggi. Misalnya untuk kolom struktur, shear wall, pre-cast atau beton prategang dan beberapa keperluan lainnya. Kriteria beton berkekuatan tinggi sekitar 35-70 Mpa pada umur 28 hari. Penggunaan silica fume berkisar antara 0-30%, untuk memperbaiki karakteristik kekuatan dan keawetan beton dengan FAS sebesar 0,34 dan 0,28 dengan atau tanpa superplasticizer dan nilai slump 50 mm. 2.6
Kawat Bendrat Salah satu bahan tambahan yang digunakan adalah Kawat bendrat . Beton yang
diberi tambahan serat disebut dengan beton berserat. Karena ditambah serat, maka menjadi suatu bahan komposit yaitu beton dan serat. Menurut jurnal yang di buat oleh Purnawan Gunawan, Slamet Prayitno, dan Surya Adi Putra (2013) dengan judul “Pengaruh Penambahan Kawat bendrat pada Beton Ringan dengan Teknologi Foam terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik, dan Modulus Elastisitas”, menyatakan bahwa tujuan dari penelitian tersebut adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh penambahan Kawat bendrat terhadap kuat tekan, kuat tarik, dan modulus elastisitas beton ringan foam berkawat bendrat . Metode
yang di gunakan adalah pengamatan secara eksperimental dan kemudian dilakukan analisis secara teoritis untuk mendukung hasil/ kesimpulan akhirnya. Benda uji berupa silinder berukuran 7,5 x 15 cm untuk pengujian kuat tekan dan kuat tarik, sedangkan untuk pengujian modulus elastisitas menggunakan benda uji berupa silinder berukuran 15 x 30 cm. Kuat tekan meningkat sebesar 55,26%. Kuat tarik belah meningkat sebesar 61,90%. Nilai modulus elastisitas meningkat sebesar 22,63%. Dan pengujian secara eksperimental dan perhitungan secara analisis diperoleh nilai kuat tekan, kuat tarik belah dan modulus elastisitas pada beton ringan foam berserat tidak jauh berbeda. Menurut Tjokrodimulyo yang dikutip dalam jurnal Ananta Ariatama (2007) dengan judul “Pengaruh Pemakaian Kawat bendrat Berkait Pada Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasi Diameter Serat” maksud utama penambahan serat kedalam beton adalah untuk menambah kuat tarik pada beton. Kuat tarik yang sangat rendah berakibat beton mudah retak, yang pada akhirnya mengurangi keawetan beton. Dengan adanya serat, ternyata beton menjadi lebih tahan retak. Perlu diperhatikan bahwa pemberian serat tidak menambah kuat tekan beton, namun hanya menambah daktilitas. Penelitian Leksono, Suhendro, dan Sulistyo (1995) dalam jurnalnya berjudul “Pengaruh Pemakaian Kawat BendratBerkait pada Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasi Diameter Serat” oleh Ananta Ariatama pada tahun 2007 tentang beton serat yang menggunakan kawat bendrat berbentuk lurus dan berkait kedalam campuran beton. Kemudian beton diuji kuat desak, kuat lentur, kuat tarik dan pengujian beton. Sebagai bahan susun beton dipakai batu pecah dengan ukuran agregat maksimal 20 mm, kawat bendrat berdiameter ± 1 mm dipotong dengan ujungnya berkait dan panjang 60 mm.Faktor Air Semen 0,55 dan volume fiber kawat (vf) 0,7% dari volume adukan. Dengan berat jenis kawat bendrat 6,68 gr/cm3, maka berat yang ditambahkan kedalam 1 m3 adukan beton (dibulatkan) 50 kg. Untuk balok bertulang dengan ukuran sebesar 15x 25 x 180 cm dengan kandungan fiber 0,25% ; 0,5% ; 0,75% ; dan 1%. Dari penelitian yang telah dilakukan dengan penambahan fiber 0,75 sampai dengan 1 % dari volume beton dan dengan menggunakan asikaec ratio sekitar 60-70 akan memberikan hasil yang optimal. Penambahan hooked fiber kedalam adukan beton dapat menurunkan kelecakan adukan beton sehingga beton
menjad sulit dikerjakan. Kuat tarik, kuat desak, dan kuat lentur meningkat setelah diberi hooked fiber untuk kandungan fiber yang optimal 0,75. Untuk penelitian Hartanto (1994) yang dikutip dalam jurnal Ananta Ariatama (2007) dengan judul “Pengaruh Pemakaian Kawat bendrat Berkait Pada Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasi Diameter Serat” penambahan fiber lokal kedala adukan beton, kuat tekan beton pada umur 28 hari bertambah 7%. Ini menunjukan bahwa penambahan fiber lokal kedalan adukan beton tidak berpengaruh banyak terhadap kuat tekan beton, namun bahan lebih bersifat daktil. Hartanto juga menyimpulkan bahwa dengan menambahkan fiber lokal kedalam adukan beton, kuat tarik beton oada umur 28 hari meningkat sebesar 20,45% untuk beton fiber (vf) = 0,7%. Selain itu beton fiber masih memiliki kemampuan menahan tarik meskipun sudah terjadi retakan-retakan yang cukup besar (5 – 10 mm). Ini menunjukan bahwa penamahan fiber lokal kedalam adukan beton meningkatkan kuat tarik. Sudarmoko (1993) yang dikutip dalam jurnal Ananta Ariatama (2007) dengan judul “Pengaruh Pemakaian Kawat bendrat Berkait Pada Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasi Diameter Serat”meneliti pengaruh asikaek rasio serat (nilai banding panjang dan diameter serat) yang dinyatakan panjang serta, terhadap sifat-sifat struktural adukan beton yang mengandung serat yang meliputi kuat tekan, kuat tarik, dan modulus elastisitas. Dengan panjang Kawat bendrat 60, 80, dan 100 mm dengan konsentrasi serat 1% dari volume adukan disimpulkan hasil terbaik ditunjukan oleh beton serat dengan panjang serat 80 mm. Merupakan nilai yang optimal untuk ditambahkan pada adukan beton ditinjau dari sudut peningkatan kuat tarik dan kuat tekan sedang pada pengujian modulus elastisitas panjang serat 100mm memberi hasil yang terkesan tetap dengan nilai yang tidak terlalu menyimpng dari benda uji dengan panjang serat 80mm sehingga disimpulkan bahwa panjang 80mm adalah serat yang optimal.
Gambar 0.3 Grafik Kuat Tarik dengan Panjang Serat 8cm Sumber : Ananta Ariatama (2007)
“Pengaruh Pemakaian Kawat
bendrat Berkait Pada Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasi Diameter Serat”
Gambar 0.4 Grafik Kuat Tekan dengan Panjang Serat 8cm Sumber : Ananta Ariatama (2007)
“Pengaruh Pemakaian Kawat
bendrat Berkait Pada Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasi Diameter Serat”
Dari penelitian Soroushian dan Bayasi (1991) yang dikutip dalam jurnal Ananta Ariatama (2007) dengan judul “Pengaruh Pemakaian Kawat bendrat Berkait Pada Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasi Diameter Serat” mengenai pengaruh perbedaan bentuk Kawat bendrat didalam beton yaitu lurus, bergelombang, dan berkait engan asikaek rasio 60. Volume fiber yang digunakan sebanyak 2%. Dalam penelitian ini dapat di simpulkan Kawat bendrat bergelombang manghasilkan nilai slump yang lebih tinggi dibandingkan dengan serta baja lurus ataupun berkait. Pada aspek rasio 60, serat berkait menghasilkan kekuatan lentur yang paling baik. Serat berkait lebih efektif daripada serat lurus dan begelombang pada kekuatan tekan. Efek dari beton serat pada kekuatan tekan adalah reatif kecil dan jenis serat yang berbeda juga berlaku didalam hal ini. Menurut Soroushian dan Bayasi (1991) ada beberapa jensi fiber baja yang biasa digunakan diantaranya adalah sebagai berikut : A. Bentuk Fiber Baja 1.
Lurus (Straight)
2.
Berkait (Hooked)
3.
Bergelombang (Crimped)
4.
Double Duo Form
5.
Ordinary Duo Form
6.
Bundel (Paddled)
7.
Kedua Ujung Ditekuk (Enfarged Ends)
8.
Tidak Teratur (Irregular)
9.
Bergerigi (Idented)
B. Penampang Fiber Baja 1.
Lingkaran/ kawat (round/ wire)
2.
Persegi/ lembaran (rectangular/ sheet)
3.
Tidak teratur/ bentuk dilelehkan (irregular/ melt extract)
C. Fiber Baja Dilihat pada Gambar Berikut
Gambar 0.5 Jenis Fiber Baja Sumber : (Soroushian dan Bayasi 1991) Menurut Suhendra P Shah (1983) yang dikutip dalam jurnal Ananta Ariatama (2007) dengan judul “Pengaruh Pemakaian Kawat bendrat Berkait Pada Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasi Diameter Serat” dengan konsentrasi serat sebanyak 2% dari berat semen menghasilkan kekuatan beton yang baik untuk beton mutu tinggi. Pada penelitian Balaguru dan Ramakrishman (1988) menyelidiki perilaku kawat bendrat pada beton. Kawat bendrat yang memiliki panjang 50mm dengan ujung-ujungnya di tekuk seperti kait. Sifat yang di selidiki adalah slump dan kandungan udara yang akan dibandingkan dengan beton normal. Dengan dua campuran semen yang akan digunakan 611 lb/yd3 (363 kg/m3 dan 474 kg/m3) yang akan diselidiki. Kandungan semen yang lebih sedikit menggunakan air semen 0,4 menghasilkan beton yang mudah pengerjaannnya. Kuat tekannya mencapai 6000 psi (41 Mpa). Kandungan semen yang banyak menggunakan air semen 0,3 dan menghasilkan beton yang mempunyai kuat tekan 7000 psi (48 Mpa). Dari penelitian
disimpulkan bahwa penambahan serat dapat mengurangi nilai slump dan kandngan udara. Keceatan runtuhnya slump lebih lambat dan hilangnya kandungan udara lebih cepat untuk beton serat. Pada peneitian Handiyono (1994) yang dikutip dalam jurnal Ananta Ariatama (2007) dengan judul “Pengaruh Pemakaian Kawat bendrat Berkait Pada Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasi Diameter Serat” mengenai bentuk geometri Kawat bendrat memberikat bahwa thoughness index beton dengan hooked dapat ditingkatkan lebih besar bila dibandingkan dengan beton dengan serat lurus maupun dengan meningkatkan daktilitas. Tegangan tarik beton meningkat bila dibandingkan dengan beton biasa. Pola retak balok beton dengan serat hooked lebih mampu menahan retak dibanding serat lurus. Pada beton normal, pola retak tidak beraturan. Pada penelitian ini, fiber yang digunakan adalah fiber kawat galvanis dengan diameter 0,6mm ; 0,9mm ; dan 1,2 mm. Untuk diamter 0,6 mm panjang kawat 36mm, 45mm, dan 54mm. Untuk diameter 0,9 mm panjang kawat adalah 54 mm, 67,5 mm, dan 81 mm. Dan untuk diameter 1,2 mm panjag kawat adalah 72 mm, 90 mm, dan 108 mm. Dengan demikian secara berturut-turut asikaek rasion menjadi 60,75 dan 90. Perbandingan volume fiber diambil 2% berat semen. Fiber kawat ujungnya dibuat berkait dengan cara ditekuk. Dengan bentuk berkait diharapkan mampu meningkatkan ikatan antara fiber kawat dan mortar. Menurut Purnawan Gunawan, Slamet Pryitno, dan Hermansyah ( 2013) dengan judul yang berbeda yaitu “Pengaruh Penambahan Serat Bendrat pada Beton Ringan dengan Teknologi Foam
terhadap Kuat Lentur, Toughness, dan Stiffnes”
menyatakan bahwa, beton ringan dengan teknologi foam diperoleh dengan cara mencampurkan mortar beton dengan foam agent (cairan busa). Penambahan foam agent bertujuan untuk mengurangi berat jenis. Beton ringan dengan teknologi foam kuat lentur, toughness dan stiffness lebih rendah daripada beton normal. Solusinya dengan cara menambahkan serat bendrat. Seberapa besar pengaruhnya jika ditambah serat dengan kadar 0%; 0,25%; 0,5; dan 1% . Metode yang digunakan dengan mengambil 3 sampel dari beberapa persentase. Nilai kuat lentur dengan serat bendrat sebesar 0%; 0,25%; 0,5; dan 1% yang diuji pada umur 28 hari berturut-turut adalah 104,284 t/m2; 149,216 t/m2; 151,312 t/m2; dan 161,251 t/m2, nilai maksimal kuat lentur dengan serat 1% sebesar 54,627 %. Nilai toughness berturut-turut 634 Nmm, 837,667 Nmm, 840 Nmm, dan 1052,333 Nmm, nilai toughness maksimal dengan
serat 1% sebesar 65,983 ,983 %. Nilai stiffness berturut-turut turut 5001,647 N/mm, 7660,024 N/mm, 7995,570 N/mm dan 8087,582 N/mm, nilai stiffness maksimal dengan serat 1% sebesar 61,698 %. Menurut Mariance Napitupulu, dan Besman Surbakti (2010) dengan judul “Analisa Dan Kajian Eksikaerimental Ek Pengaruh Penambahan Kawat Bendrat Pada Daerah Tarik Balok Beton Bertulang” Tulangan besi bisa dikatakan adalah material termahal dalam m bangunan. Serat bendrat/kawat adalah material terpilih karena selain mempunyai prinsip penguat beton, juga mudah mudah diperoleh. Penelitian ini menggunakan silinder beton (15 x 30 cm) dan balok beton bertulang (15x 25x 32 cm) dengan penambahan serat bendrat sebesar 2% di daerah tarik balok. Pengujian menunjukan kuat tekan beton mengalami peningkatan sebesar 37,22% jika jik menggunakan serat bendrat/kawat. Namun peningkatan signifikan terlihat pada kuat tarik beton, yaitu sebesar 74,52%. Pengujian balok menunjukan terjadi penurunan lendutan sebesar 35,26%, dan peningkatan kapasitas lentur sebesar 27,97%. Koefisien perbandingan gan beban pengujian (P) dan beban teori (Pn) balok beton bertulang tanpa serat bendrat/kawat (normal) adalah 0.9903 dan dengan serat bendrat/kawat 0,7335. Koefisien perbandingan beban runtuh pengujian (P) dan beban ultimate secara teori (Pu) balok beton bertulang bertulang tanpa serat bendrat/kawat 1,6 dan dengan serat bendrat/kawat 1,15.
Gambar 0.6Kawat bendrat
2.7
Penggunaan Super Platicizer pada Beton Mutu Tinggi Penggunaan bahan tambah superplasticizer pada campuran beton mutu tinggi
bertujuan untuk meningkatkan kualitas beton agar dapat mencapai karakteristik yang direncanakan. Selain itu, penambahan super plasticizerjuga dapat meminimalisir atau mengurangi penggunaan air pada proses pengadukan campuran beton. Pada penelitian ini dipergunakan bahan aditif super plasticizerberupa SIKAViscoCrete1003. Sika ViscoCrete-1003 secara khusus cocok digunakan untuk campuran beton yang membutuhkan waktu transikaortasi lama dan workability yang lama, kebutuhan pengurangan air yang sangat tinggi dan kemudahan mengalir (flowability) yang sangat baik. Sika Viscocrete-1003 sebagai superplasticizer yang sangat kuat bekerja dengan berbagai mekanisme yang berbeda. Melalui penyerapan permukaan dan efek memisahkan butiran semen akan diperoleh sifat-sifat sebagai berikut: • Pengurangan air dalam jumlah besar, menghasilkan kepadatan tinggi, beton mutu tinggi dan mengurangi permeabilitas atau kemampuan penyerapan air. • Efek plasticizing (pengurang air) yang sangat baik, menghasilkan kelecakan yang lebih baik, kemudahan pengecoran dan pemadatan. Sehingga sangat cocok digunakan untuk beton yang memadat dengan sendirinya (self compacting concrete). • Mengurangi penyusutan dan keretakan. • Mengurangi karbonasi. • Meningkatkan sifat kedap air (watertight). Tabel 0.8 Data Teknis SIKAViscocrete-1003 Data Teknis Bahan Dasar
Modifikasi polycarboxylate dalam air
Berat Jenis
Berat Jenis Sikaesifik: approx. 1,06 kg/l (pada suhu +20ºC)
Nilai pH
4,25 ± 0,5
Gambar 0.7SIKAViscocrete-1003
2.8
Penggunaan Silica Fume untuk Beton Mutu Tinggi Menurut Krisman Aprieli Zaidengan (2007) judul penelitiannya “Pengaruh
Penambahan Silica fume dan Superplasticizer Terhadap Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi Dengan Metode ACI (American Concrete Institute)” menyatakan bahwa Sifat beton sendiri akan mengalami penurunan kekuatan akibat adanya bahan tambah semen, agregat, dan adanya pori-pori. Pengurangan faktor air semen (FAS) dan penambahan additive seperti Silica fume sering digunakan untuk memodifikasi komposisi beton dan mengurangi porositas. Pengurangan FAS mengakibatkan menurunnya porositas beton dan pori-pori, namun kelecakan beton juga akan berkurang sehingga sulit dikerjakan. Agar mudah dikerjakan maka perlu digunakan superplasticizer dengan dosis tertentu terhadap berat semen sehingga akan meningkatkan kelecakan pasta. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan Silica fume dan superplasticizerterhadap kuat tekan beton mutu tinggi. Kadar Silica fume yang digunakan sebanyak 0%, 5%, 10%, 15% dan 20% dari berat semen dansuperplasticizer sebanyak 2% dari berat semen untuk semua variasi. Mutu beton yang direncanakan f’c 70 MPa yang diuji pada umur 7 hari, 14 hari, 21 hari dan 28 hari setelah terlebih dahulu dilakukan curing. Penelitian ini menggunakan benda uji berbentuk silinder ukuran Ø 15 cm x 30 cm, sebanyak 100 benda uji dimana untuk setiap variasi sebanyak 20 benda uji. Dari hasil penelitian
didapatkan
bahwa
pada
penambahan Silica
fume 10%
dan superplasticizer 2% dari berat semen diperoleh kuat tekan beton optimum sebesar 84,93 MPa pada umur 28 hari dan mempunyai kuat tekan beton karakteristik sebesar 79,68 MPa.
Silica fumeterdiri dari partikel vitrous sangat halus dengan luas permukaan yang disyaratkan 215,280 ft2/lb (20000 m2/ kg) bila diukur dengan teknik serapan nitrogen, dengan partikel sekitar 100 kali lebih kecil daripada rata-rata partikel semen. Karena kehalusan ekstrim dan konten silika yang tinggi, silica fume adalah bahan pozzolanat sangat efektif. Silica fume digunakan sebagai penambah semen portland untuk memperbaiki sifat beton. Telah ditemukan bahwa silica fume meningkatkan kuat tekan, kekuatan ikatan, dan ketahanan abrasi. Perbaikan dalam sifat beton dari penambahan Silica fume juga mengurangi permeabilitas beton terhadap ion klorida yang melindungi baja beton dari korosi, terutama dilingkungan yang mengandung ion klorida tinggi seperti jembatan yang kontak langsung dengan air asin (laut).
Gambar 0.8Silica fume Sumber : (https://rdianto.wordpress.com/tag/silica-fume/)
2.9
Kuat Tekan Beton Untuk mengetahui nilai kuat tekan beton perlu dilakukan pengujian kuat tekan
terhadap benda uji silinder dengan diameter 15 x 30 cm (jumlah sampel minimal 3 benda uji) pada umur 7 dan 28 hari. Uji kuat tekan ini dilakukan dengan cara membebani benda uji silinder sampai mencapai beban maksimum. Alat yang digunakan untuk menguji benda silinder adalah alat Compression Testing Machine. Standar umum yang dipakai untuk menghitung kuat tekan pada beton adalah :
σ=
P A
..................................................... (2.1)
dimana : σ
= kuat tekan beton (MPa)
P
= beban maksimum (N)
A
= luas penampang (mm2) Pada umumnya, terutama bila berhubungan dengan tuntutan mutu dan
keawetan yang tinggi, ada beberapa faktor utama yang bisa menentukan keberhasilan pengadaan beton mutu tinggi, diantaranya adalah : •
Faktor Air Semen (FAS) Faktor Air Semen adalah perbandingan antara jumlah air terhadap jumlah smen
dalam suatu campuran beton. Fungsi FAS sendiri adalah untuk memungkinkan reaksi kimia yang menyebabkan pengikatan dan berlangsungnya pengerasan serta memberikan kemudahan dalam pengerjaan beton (workability). Secara umum, semakin besar nilai FAS semakin rendah mutu kekuatan beton (Mulyono, Tri., 2004). Maka dari itu untuk menghasilkan sebuah beton dengan mutu yang tinggi, maka nilai FAS yang dimiliki haruslah rendah, namun hal ini menyulitkan dalam proses pengerjaan beton. Nilai FAS minimum pada beton umunya adalah 0,4 – 0,6. Tujuan pengurangan FAS ini adalah untuk mengurangi hingga seminimal mungkin porositas beton yang dibuat sehingga akan dihasilkan beton mutu tinggi. Pada beton mutu tinggi atau sangat tinggi, FAS dapat diartikan sebagai meter to comentious ratio, yaitu berat air terhadap berta total semen dan additive comentious yang ditambahkan pada campuran beton mutu tinggi. •
Kualitas Agregat Halus (Pasir) Menurt Rudy Djamaluddin, Maddjid, dan Sita Datu (2010) dalam
penelitiannya yang berjudul “Studi Pengaruh Sumber Bahan Baku Agregat Terhadap Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi” sifat agregat yang sangat berpengaruh terhadap kekuatan beton adalah kekasaran permukaaan dan gradasi butiran agregat. Agregat ini harus bergradasi sedemikian rupa sehingga seluruh massa beton dapat berfungsi sebagai satu kesatuan yang utuh. Dimana agregat yang berukurn kecil dapat menjadi pengisi celah yang asa diantara agregat yang berukura besar. Agregat halus memiliki modulus halus butiran (MHB) sekitar 1,5 – 3,8. Hasil penelitian menunjukan bahwa nilai modulus halus butiran (MHB) 2,5 < MHB < 3,0 menghasilkan beton mutu
tinggi dengan FAS yang rendah, dan mempunyai kekuatan tekan dan kelecakan yang optimal. Kualitas agregat halus yang dapat menghailkan beton mutu tinggi adalah sebagai berikut : 1.
Berbentuk bulat,
2.
Tekstur halus,
3.
Modulus kehalusan, menurut hasil penelitian menunjukan bahwa pasir dengan modulus kehalusan 2,5 sampai dengan 3,0 pada umunya menghasilkan beton mutu tinggi (dengan nilai FAS yang rendah) yang mempunyai kuat tekan dan workability yang optimal
4. •
Gradasi yang baik dan teratur Kualitas Agregat Kasar (Batu Pecah/ Koral). Ukuran butiran agregat maksimum juga akan mempengaruhi mutu beton yang
akan dibuat. Penggunaan agregat dengan ukuran butir sampai dengan 25 mm masih memungkinkan diperoleh beton mutu tinggi dalam proses produksinya •
Penggunaan Admixture dan Zat Aditif Mineral dalam Kadar yang Tepat. Untuk mencapai mutu yang direncanakan, maka pengurangan jumlah kadar air
dalam pembuatan beton mutu tinggi menjadi hal yang sangat penting dalam perancangan campuran beton. Maka itu penambahan bahan kimia seperti superplaticizer diharapkan mengingkatkan kuat tekan beton dengan kadar air yang sedikit namun tingkat kemudahan pekerjaannya menjadi lebih tinggi. •
Pengawasan dan Pengendalian dang Ketat pada Keseluruhan Prosedur dan, Mutu Pelaksaan yang didukung oleh Koordinasi Operasional yang Optimal. Pengawasan juga menjadi hal terpenting terhadap kualitas beton yang
dihasilkan. Pengawasan dilakukan sejak uji material yang akan digunakan, penakaran material, pembuatan benda uji, proses perawatan, hingga pengujian beton. 2.10 Kuat Tarik Beton Mengingat beton kuat menahan tekan dan lemah menahan tarik, maka dalam penggunaannya sebagai komponen struktur bangunan umumnya beton diperkuat dengan tulangan yang mampu menahan gaya tarik. Untuk keperluan penulangan
tersebut digunakan bahan baja yang memiliki sifat teknis menguntungkan dan baja tulangan dapat berupa batang baja lonjoran ataupun kawat rangkaian yang berupa kawat baja yang dirangkai dengan teknik pengelasan. Pengujian kuat tarik belah beton dilaksanakan pada umur 28 hari.Langkahlangkah pegujian kuat tarikbelah beton adalah sebagai berikut:sebelum dilakukan pengujian dibuat catatan benda uji, baik nomor benda uji, nilai slump, tanggal pembuatan benda uji dan tanggal pengujian. Pengujian kuat tarik belah dilakukan dengan meletakkan benda uji pada sisinya di atas mesin dan beban tekan P dikerjakan secara merata dalam arah diameter di sepanjang benda uji. Lapisilah permukaan benda uji dengan pelat baja agar permukaan yang ditekan rata, dan usahakan benda uji berada dalam keadaan sentris. Jalankan mesin desak dengan kecepatan penambahan beban yang konstan, kemudian catat besarnya beban maksimum yang dapat diterima pada masing-masing benda uji. 2.11 Perancangan Campuran Beton 1.11.1 Metode SK.SNI 03-6468-2000 Berikut adalah langkah-langkah perancangan campuran beton menurut metode SK.SNI 03-6468-2000 dengan dasar metodeACI (American Concrete Institue) : 1. Tentukan slump dan kekuatan rata-rata yang ditargetkan. Slump untuk beton kekuatan tinggi tanpa superplasticizer dapat diambil 50-100 mm disesuaikan dengan kondisi pembetonan. Slump awal utuk beton kekuatan tinggi dengan superplasticizer dapat diambil sebesar 25-50 mm, kemudian sebelum dilaksanakan pengecoran dilapangan ditambah dengan superplasticizer sampai slump yang disyaratkan tercapai. 2. Ukuran Agregat Kasar Untuk kuat tekan rata-rata < 62 MPa digunakan ukuran agregat maksimum 20-25 mm. Untuk kuat tekan rata-rata > 62 MPa digunakan ukuran agregat maksimum 10-15 mm. Ukuran agregat kasar maksimum sesuai dengan SNI 03-2947-1992 yaitu : •
1/5 lebar minimum acuan,
•
1/3 tebal pelat beton, atau
•
3/4 jarak bersih minimum antar batang tulangan, bundel tulangan, atau kabel prategang.
3. Kadar Agregat Kasar Optimum Kadar agregat kasar optimum digunakan bersama-sama dengan agregat halus yang mempunyai nilai modulus kehalusan antara 2,5-3,2. Berat agregat kasar padat kering oven per m3 beton adalah besarnya fraksi volume padat kering oven dikalikan dengan berat isi padat kering oven (kg/m3). Besarnya fraksi volume agregat padat kering oven yang disarankan berdasarkan besarnya ukuran agregat maksimum, tercatum dalam tabel berikut ini : Tabel 0.9 Tabel Fraksi Volume Agregat Kasar yang Disarankan Ukuran (mm) Fraksi volume padat kering
10
15
20
25
0,65
0,68
0,72
0,75
oven Sumber : SK.SNI 03-6468-2000 4. Estimasi Kadar Air dan Kadar Udara Estimasi pertama kebutuhan air kadar udara untuk beton segar diberikan pada tabel 2.10. Bentuk butiran dan tekstur permukaan agregat halus berpangaruh pada kadar rongga udara pasir, karena itu kadar rongga udara yang aktual dan kadar air harus dikoreksi dengan persamaan berikut :
Kadar Rongga Udara, V=
Koreksi Kadar Air,
Liter m3
൫1-Berat isi padat kering oven൯ berat jenis relatif ሺkeringሻ
x100 ............................. (2.2)
= ൫V-35൯ x 4,75 ................................................... (2.3)
Tabel 0.10 Estimasi Pertama Kebutuhan Air Pencampuran dan Kadar Udara Beton Segar Air Pencampur (Liter/ m3) Ukuran Agregat Kasar
Keterangan
Maksimum
Slump (mm) 10
15
20
25
25-50
184
175
169
166
50-75
190
184
175
172
75-100
196
190
181
178
Kadar Udara
3
2,5
2
1,5
Tanpa Superplasticizer
(%)
2,5
2
1,5
1
Dengan Superplasticizer
Sumber : SK.SNI 03-6468-2000 Catatan : •
Kebutuhan air pencampuran pada tabel diatas adalah untuk bton berkekuatan tinggi sebelum diberikan superplasticizer
•
Nilai kebuthan air diatas merupakan nilai-nilai maksimum jika agregat kasar yang digunakan adalah batu pecah dengan bentuk butiran yang baik, permukaannya bersih, dan bergradasi baik sesuai dengan ASTM C33
5. Tentukan rasio air dengan bahan bersifat semen w/(c+p) Rasio air w/(c+p) untuk beton tanpa superplasticizer dihitung dengan tabel 2.11 dan untuk beton dengan superplasticizer dihitung dengan tabel 2.12 Tabel 0.11 Rasio W/(C+P) Maksimum yang Disarankan (tanpa Superplasticizer) Kekuatan Lapangan Fcr' (Mpa) 48,3 55,2 62,1 69
28 hari 56 hari 28 hari 56 hari 28 hari 56 hari 28 hari 56 hari
Fcr’ = fc’+9,66 (MPa) Sumber : SK.SNI 03-6468-2000
W/(c+P) Ukuran Agregat Maksimum (mm) 10 15 20 25 0,42 0,41 0,4 0,39 0,46 0,45 0,44 0,43 0,35 0,34 0,33 0,33 0,38 0,37 0,36 0,35 0,3 0,29 0,29 0,28 0,33 0,32 0,32 0,3 0,26 0,26 0,25 0,25 0,29 0,28 0,27 0,26
Tabel 0.12 Rasio W/(C+P) Maksimum yang disarankan (dengan Superplasticizer)
Kekuatan Lapangan Fcr' (MPa) 48,3 55,2 62,1 69 75,9 82,8
28 hari 56 hari 28 hari 56 hari 28 hari 56 hari 28 hari 56 hari 28 hari 56 hari 28 hari 56 hari
W/(c+P) Ukuran Agregat Maksimum (Mm) 10 15 20 25 0,5 0,48 0,45 0,43 0,55 0,52 0,48 0,46 0,44 0,42 0,4 0,38 0,48 0,45 0,42 0,4 0,38 0,36 0,35 0,34 0,42 0,39 0,37 0,36 0,33 0,32 0,31 0,3 0,37 0,35 0,33 0,32 0,3 0,29 0,27 0,27 0,33 0,31 0,29 0,29 0,27 0,26 0,25 0,25 0,3 0,28 0,27 0,26
Fcr’ = fc’+9,66 (MPa) Sumber : SK.SNI 03-6468-2000
6. Tentukan Kadar Bahan Bersifat Semen Kadar bahan bersifat semen per m3 beton dapat ditentukan dengan membagi kadar air dengan (c+p). Bila kadar bahan bersifat semen yang dibutuhkan lebih dari 594 kg/m3, proporsi campuran beton disarankan dibuat dengan menggunakan bahan bersifat semen alternatif atau metode perancangan proporsi beton yang lain. 7. Proporsi Campuran Dasar Tanpa Bahan Bersifat Semen Lainnya Salah satu campuran harus dibuat hanya dengan semen portland saja sebagai campuran dasar. Penentuan proporsi campuran dasar harus menggunakan persyaratan berikut : A. Kadar semen untuk campuran dasar : karena semen portland merupakan satu-satunya bahan bersifat semen yang digunakan, maka kadar semen portland sama dengan berat tota; bahan bersifat semen yang dihitung pada prosedur 6 B. Kadar pasir : sesudah ditentukan kadar agregat kasar, kadar air, kadar udara dan kadar semen, maka kadar pasir untuk membuat 1 m3 campuran beton dapat dihitung dengan menggunakan metode volume absolut
8. Campuran Coba Dari setiap proporsi campuran harus dibuat campuran coba untuk pemeriksaan karakteristik kelecakan dan kekuatan beton dari proporsi tersebut. Berat pasir, berat agregat kasar, dan volume air harus dikoreksi sesuai kondisi kebasahan agregat saat itu. Setelah pengadukan, setiap adukan harus menghasilkan campuran yang merata dalam volume yang cukup untuk pembuatan sejumlah benda uji. 9. Penyesuaian Proporsi Campuran Coba Bila sifat-sifat beton yang diinginkan tidak tercapai, maka proporsi campuran coba semula harus dikoreksi agar menghasilkan sifat-sifat beton yang diinginkan. A. SlumpAwal Jika slump awal campuran coba diliar rentang slump yang diinginkan, maka pertama-tama harus dikoreksi adalah kadar air. Kemudian kadar bahan bersifat semen dikoreksi agar rasio w/(c+p) tidak berubah, dan kemudian baru dilakukan koreksi kadar pasir untuk menjamin tercapainya slump yang diinginkan B. KadarSuperplasticizer Bila digunakan bahan superplasticizer maka kadarnya harus divariaSIKAn pada suatu rentang yang cukup besar untuk mengetahui efek yang timbul pada kelecakan dan kekuatan beton C. Kadar Agregat Kasar Setelah campuran coba dikoreksi untuk mencapai kelecakan yang di rencanakan, harus dilihat apakah campuran menjadi terlalu keras untuk pengecoram atau di finishing. Bila perlu kadar agregat kasar boleh direduksi dan kadar pasir disesuaikan supaya kelecakan yang diinginkan tercapai. Proporsi ini dapat mengakibatkan kebutuhan air bertambah sehingga kebutuhan total bahan bersifat semen juga meningkat agar rasio w/(c+p) terjaga konstan D. Kadar Udara Bila kadar udara hasil pengukuran berbeda jauh dari yang diperkirakan pada prosedur 4, jumlah superplasticizer harus direduksi atau kadar pasir dikoreksi untuk mencapai kelecakan yang direncakan
E. Rasio w/(c+p) Bila kuat tekan yang ditargetkan tidak dapat dicapai dengan menggunakan w/(c+p) yang ditentukan pada tabel sebelumnya, campuran coba ekstra dengan perbandingan w/(c+p) yang lebih rendah harus dibuat dan diuji. Bila kuat tekan beton tetap tidak meningkat, maka bahan yang digunakan harus ditinjau kembali mutunya. 10. Penentuan Proporsi Campuran yang Optimum Setelah campuran coba yang dikoreksi menghasilkan kelecakan dan kekuatan yang diinginkan, benda uji harus dibuat dengan proporsi campuran coba tersebut sesuai dengan kondisi dilapangan. Untuk mempermudah prosedur produksi dan pengontrolan mutu, maka pelaksanaan pembuatan benda uji itu harus dilakukan oleh personil dengan menggunakan peralatan yang akan digunakan dilapangan. Hasil uji kekuatan dievaluasi untuk menentukan proporsi campuran optimum yang akan digunakan berdasarkan dua pertimbangan utama yaitu kekuatan beton dan biaya produksi.
