BAB 2 TINJAUAN KEPUSTAKAAN
2.1
Beton Beton merupakan bahan bangunan utama yang banyak digunakan dalam suatu
struktur bangunan. Beton dalam aplikasinya digunakan untuk membuat perkerasan jalan, struktur bangunan, pondasi, jalan, jembatan penyeberangan, struktur parkiran, dasar untuk pagar atau gerbang dan lain sebagainya. Beton adalah suatu campuran antara semen (bahan perekat), air (bahan pembantu reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung), dan agregat (bahan pengisi) yang menyebabkan terjadinya suatu hubungan erat antara bahan-bahan tersebut. Beton yang baik mempunyai sifat-sifat kedap terhadap air, awet (tahan lama), tidak retak-retak, dan tahan terhadap cuaca. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan. Kekuatan beton adalah merupakan hasil gabungan tiga kekuatan, yaitu : (1) kekuatan dari mortar (semen, agregat halus, dan air), (2) kekuatan ikatan antara mortar dan agregat kasar, dan (3) kekuatan dari partikel agregat kasar.
2.2
Semen Semen adalah suatu jenis bahan yang memiliki sifat adhesi dan kohesi, yang
memungkinkan melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi suatu massa yang padat. Semen yang dimaksudkan untuk konstruksi beton adalah bahan yang jadi dan mengeras
7
8 dengan adanya air, yang dinamakan semen hidrolik (hydraulic cement). Semen semacam ini berbahan utama silikat atau pasir silika dan campuran dari batu kapur dan tanah liat yang digerinda, dicampur, dibakar di dalam pembakaran kapur (klin), dan kemudian dihancurkan menjadi bubuk / tepung. Dalam penggunaannya, semen semacam ini secara kimia dicampur dengan air membentuk massa yang mengeras. Semen Portland adalah semen hidrolik yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan [PUBI-1982]. Semen Portland atau semen Portland pozzolan digunakan untuk bahan beton, berupa semen hidrolik yang berfungsi sebagai bahan perekat bahan. Dengan jenis semen tersebut diperlukan air guna berlangsungnya reaksi kimiawi pada proses hidrasi. Semen Portland pada awalnya ditemukan di dekat kota Dorset, Inggris oleh Joseph Aspdin, seorang tukang batu kebangsaan Inggris pada tahun 1824. Dinamakan semen Portland karena semen yang dihasilkannya mempunyai warna serupa dengan tanah liat alam di pulau Portland. Komponen utama semen Portland terbentuk dari empat unsur oksidasi, yaitu : • Batuan kapur mengandung komponen Limestone (CaO) : 60% – 66% • Lempung mengandung komponen : - Silika (SiO2)
: 19% – 25%
- Alumina (AL2O3)
: 3% – 8%
- Oksida Besi (Fe2O3) : 1% – 5% Semen juga dapat dibedakan menjadi dua kelas, yaitu :
9 1. Semen hidrolik : merupakan suatu bahan pengikat yang mengeras, jika bereaksi dengan air serta menghasilkan produk tahan air, contoh : semen Portland, semen alumina, semen putih. 2. Semen non hidrolik : jenis-jenis semen yang tidak dapat mengikat serta mengeras bila dicampurkan dengan air, akan tetapi perlu udara untuk proses pengerasannya, contoh : kapur. Semen Portland merupakan bahan ikat yang penting dan banyak dipakai dalam pembangunan fisik. Menurut kegunaannya, semen Portland digolongkan sebagai berikut ini : o Semen Portland Tipe I dikenal pula sebagai Ordinary Portland Cement (OPC), merupakan jenis semen hidrolis yang cocok dipergunakan secara luas untuk konstruksi umum berbagai macam aplikasi beton yang tidak memerlukan persyaratan khusus terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. Cocok dipakai pada tanah dan air yang mengandung sulfat 0,0% – 0,10% dan dapat digunakan antara lain untuk konstruksi bangunan perumahan, gedung-gedung bertingkat, jembatan, landasan pacu dan jalan raya dimana syarat-syarat khusus tidak diperlukan. o Semen Portland (OPC) Tipe II merupakan jenis semen yang cocok dipergunakan untuk konstruksi bangunan dari beton massa yang memerlukan ketahanan sulfat (pada lokasi tanah dan air yang mengandung sulfat antara 0,10% – 0,20%) dan panas hidrasi sedang. Semen jenis ini banyak digunakan di daerah-daerah yang berkadar sulfat sedang, antara lain daerah-daerah rawa, untuk bangunan-bangunan di pinggir laut / tepi pantai, saluran irigasi, bendungan, pondasi jembatan dan lain-lain. o Semen Portland Tipe III merupakan jenis semen yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan konstruksi bangunan yang memerlukan kekuatan tekan awal
10 yang tinggi setelah proses pengecoran dilakukan (pada fase permulaan setelah pengikatan terjadi) dan memerlukan penyelesaian secepat mungkin. Misalnya digunakan untuk pembuatan jalan raya beton, bangunan tingkat tinggi, bangunanbangunan dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap serangan sulfat dan bandara udara. o Semen Portland Tipe IV merupakan jenis semen yang membutuhkan panas hidrasi yang rendah dalam penggunaannya, semen jenis ini biasanya digunakan pada konstruksi yang membutuhkan beton dalam skala besar. Dengan tujuan untuk panas hidrasi yang terjadi pada saat pengeringan diusahakan seminimal mungkin. o Semen Portland Tipe V merupakan jenis semen yang cocok dipakai untuk berbagai macam aplikasi beton dimana diperlukan daya tahan yang baik terhadap kadar sulfat yang tinggi, seperti pada konstruksi bangunan-bangunan pada tanah/air yang mengandung sulfat melebihi 0,20% antara lain : instalasi pengolahan limbah pabrik, konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan, pembangkit tenaga nuklir, digunakan di daerah-daerah yang berkadar sulfat tinggi, misal daerah-daerah rawa dengan tingkat keasaman tinggi, dermaga (bangunan-bangunan pantai), bendungan, pondasi jembatan, silo bahan-bahan kimia dan lain-lain. o Portland Pozzolan Cement (PPC) merupakan jenis semen hidrolis yang dibuat dengan menggiling terak, gypsum dan bahan pozzolan. Digunakan untuk bangunan umum dan bangunan yang memerlukan ketahanan sulfat dan panas hidrasi sedang, seperti : konstruksi beton massa (bendungan, dam dan irigasi), konstruksi beton yang memerlukan ketahanan terhadap serangan sulfat (bangunan tepi pantai, tanah rawa), bangunan / instalasi yang memerlukan kekedapan yang lebih tinggi, dan pekerjaan pasangan dan plesteran.
11 o Portland Composite Cement (PCC) merupakan jenis semen yang sama dengan penggunaan Semen Portland Tipe I dengan kuat tekan yang sama. PCC mempunyai panas hidrasi yang lebih rendah selama proses pendinginan dibandingkan dengan Semen Portland Tipe I, sehingga pengerjaannya akan lebih mudah, suhu beton lebih rendah sehingga tidak mudah retak, lebih tahan terhadap sulfat, lebih kedap air dan menghasilkan permukaan beton/plester yang lebih rapat dan lebih halus. Dapat digunakan secara luas untuk konstruksi umum pada semua beton, seperti struktur bangunan bertingkat, struktur jembatan, struktur jalan beton, bahan bangunan, beton pratekan dan pracetak, pasangan bata, plesteran dan acian, panel beton, paving block, hollow brick, batako, genteng, potongan ubin. o Oil Well Cement (OWC) digunakan untuk penyekat pada pengeboran sumur minyak. Oleh karenanya semen jenis ini juga disebut semen sumur minyak. Sumur-sumur minyak atau gas dibuat dengan mengebor lubang ke dalam tanah / bumi dengan kedalaman ratusan sampai dengan 20.000 kaki (sekitar 7.000 meter). Pipa besi yang disebut casing ditempatkan pada lubang sumur dan semen dipompa ke bawah melalui pipa tersebut. Sewaktu semen terpompa keluar melalui dasar casing tersebut dan kembali ke permukaan melalui bagian luar casing, ia akan membentuk ikatan kritis antara bagian luar casing dengan dinding sumur yang telah dibor. Ikatan ini akan melindungi minyak, gas dan air bawah tanah sehingga tidak bercampur di dalam sumur tersebut. Kekokohan semen tergantung pada serangan sulfat dengan kadar, suhu dan tekanan yang tinggi selama proses pemompaan berlangsung. Dikarenakan keharusan waktu pemekatan yang ketat, maka OWC diproduksi dengan standar mutu yang ketat sesuai dengan standar API (American Petroleum Institute).
12 o White Portland Cement (WPC) / Semen Portland Putih merupakan jenis semen bermutu tinggi. Semen Portland Putih terutama digunakan untuk keperluan pekerjaan-pekerjaan arsitektur, precast dan beton yang diperkuat dengan fiber, panel, permukaan teraso, stucco, cat semen, nat ubin / keramik serta struktur yang bersifat dekoratif. Semen Portland Putih dibuat dari bahan-bahan baku pilihan yang rendah kandungan besi dan magnesium oksidanya (bahan-bahan tersebut yang menyebabkan semen berwarna abu-abu). Derajat keputihannya diukur menurut standar yang berbeda-beda. Semen Portland Putih dapat juga digunakan untuk proses konstruksi pada umumnya. o Super Masonry Cement merupakan semen yang dapat digunakan untuk konstruksi perumahan gedung, jalan dan irigasi yang struktur betonnya maksimal K-225. Dapat juga digunakan untuk bahan baku pembuatan genteng beton, hollow brick, paving block, ubin dan bahan bangunan lainnya.
2.3
Air Air adalah bahan yang digunakan untuk adukan beton, karena itu air
mempunyai pengaruh yang penting dalam menentukan kekuatan dan kemudahan pelaksanaan pencampuran beton. Air yang dapat diminum dapat pula digunakan untuk air adukan beton, akan tetapi yang dapat digunakan untuk adukan beton tidak berarti dapat diminum. Syarat-syarat air yang dipakai untuk campuran beton harus sesuai dengan ketentuan seperti tertera dalam SK-SNI S-04-1989-F : a) Air harus bersih. b) Tidak mengandung lumpur, minyak dan benda terapung lainnya yang dapat dilihat secara visual.
13 c) Tidak mengandung bahan-bahan yang harus kosuspensi lebih dari 29 K dan tidak mengandung bahan-bahan yang dapat larut dan dapat merusak beton. d) Kandungan klorida (CL) tidak lebih dari 500 ppm dan senyawa sulfat tidak lebih dari 1.000 ppm sebagai SO3. e) Bila dibandingkan dengan kekuatan tekan adukan dan beton yang menggunakan air suling, maka kekuatan adukan dan beton yang memakai air yang diperiksa, tidak lebih dari 10%. f) Semua air meragukan harus dianalisa secara kimia dan dievaluasi mutunya menurut pemakaiannya. g) Khusus untuk beton pratekan, kecuali syarat-syarat tersebut di atas, air tidak boleh mengandung klorida lebih dari 50 ppm. Akibat dari air yang tidak memenuhi syarat dapat mengakibatkan : a) Sifat kemantapan bentuk dari pada beton yang dihasilkan menjadi rendah, menyebabkan pecah, rebah setelah beberapa waktu kemudian. b) Menghalangi pengikatan pengerasan dalam campuran beton yang menyebabkan kekurangan kekuatan betonnya.
2.4
Agregat Agregat adalah bahan granular seperti pasir, kerikil, dan batu pecah atau
kombinasi dari bahan-bahan tersebut. Agregat dibedakan dalam agregat alam dan buatan. Agregat alam berasal dari batu alam atau berasal dari penghancuran alami dari batuan alam, sedangkan agregat buatan diperoleh dari industri pemecah batu. Menurut beratnya agregat dapat dibagi menjadi agregat berat, agregat normal, dan agregat ringan.
14 Agregat alam berat digunakan untuk pembuatan beton berat, agregat alam normal untuk pekerjaan beton yang umum, dan agregat alam ringan untuk pembuatan beton ringan. Agregat terdiri atas butiran-butiran yang beraneka ragam dari ukuran kecil sampai besar. Jika ukuran butiran ini diuraikan ke dalam kelompok dengan ukurannya tertentu, maka dapat diperoleh suatu pembagian butiran yang terdiri dari butiran yang sama besarnya atau antara batasan ukuran tertentu. Untuk menguraikan besar butiran ke dalam fraksi digunakan ayakan (sieve), dan dari hasil pengayakan diperoleh gambaran mengenai susunan butiran dari agregat tersebut menjadi agregat halus atau agregat kasar. Agregat halus adalah agregat yang besar butirannya lolos dari saringan 2,36 mm (ayakan No. 4) dan tertahan di saringan 0,075 mm (ayakan No. 200), sedangkan secara umum agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil disintegrasi batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan memiliki ukuran butiran antara 5 - 40 mm atau agregat yang tertahan pada saringan 2,36 mm (ayakan No. 4). Komposisi dari agregat kasar harus memenuhi persyaratan gradasi yaitu melalui analisa saringan dengan nomor sebagai berikut : Tabel 2.1 Analisa Saringan Agregat Kasar Ukuran Saringan (mm) 76 38 19 9,6 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
Kombinasi agregat yang dicampur dengan suatu bahan pengikat semen dan air sudah dapat menjadi adukan beton. Agregat berfungsi juga untuk mengurangi penyusutan serta mengurangi kekuatan dan stabilitas volume dari mortar dan beton.
15 Agregat merupakan bahan tambah atau pengisi yang tidak ikut aktif di dalam pengikatan campuran beton. Ukuran maksimum yang lebih kecil pada umumnya akan memberikan kekuatan beton lebih besar. Hal ini karena proses pemecahan, agregat akan cenderung pecah melalui daerah yang lebih lemah, sehingga pengurangan ukuran maksimum agregat berarti memperkecil daerah yang lemah pada agregat. Agregat yang dapat dipakai untuk beton harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut : a) Agregat harus bersih. b) Keras atau kuat. c) Bebas dari sifat penyerapan secara kimia. d) Tidak bercampur dengan tanah liat atau lumpur. e) Distribusi atau gradasi ukuran butir agregatnya memenuhi ketentuan yang berlaku. Untuk mendapatkan adukan yang dapat memberikan keawetan pada beton yang telah mengeras, maka pemeriksaan agregat kasar sangat diperlukan. • Pemeriksaan Berat Isi Agregat Kasar Pemeriksaan berat isi agregat kasar dilakukan untuk menunjukan berat isi dari agregat kasar yang akan dipergunakan sebagai bahan campuran beton. Berat isi agregat adalah nilai banding antara berat dengan volume agregat dalam keadaan kering. Di dalam perancangan campuran adukan beton, untuk menentukan volume padat bagian yang terpilih perlu diketahui ruangan-ruangan yang dipakai oleh partikel agregat, terlepas dari ada atau tidaknya pori dalam partikel. Nilai yang digunakan adalah berat isi keadaan jenuh kering permukaan (saturated and surface dry condition). Berat isi suatu agregat dipengaruhi oleh jumlah air yang ada. Untuk itu dalam menentukan campuran adukan beton dipakai nilai rata-rata hasil pemeriksaan
16 yang dilakukan. Rumus yang dipergunakan dalam perhitungan berat isi agregat kasar adalah : Berat isi agregat kasar =
W ....................................................................... (2.1) V
Dimana : W = Berat sampel agregat kasar (kg) V
= Volume wadah (dm3)
• Pemeriksaan Kadar Air Agregat Kasar Kadar nilai air agregat adalah nilai banding antara berat air yang terkandung dalam agregat dengan agregat dalam keadaan kering. Nilai kadar air ini digunakan untuk koreksi jumlah air dalam perancangan campuran adukan beton yang disesuaikan juga dengan kondisi di lapangan. Rumus yang dipergunakan dalam perhitungan kadar air agregat kasar adalah : Kadar air agregat kasar =
Wa − Wk × 100 % ............................................. (2.2) Wa
Dimana : Wa = Berat agregat kasar (gram) Wk = Berat agregat kasar kering (gram)
• Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat kasar dilakukan untuk menentukan berat jenis dan persentase berat air yang dapat diserap agregat yang kemudian dihitung terhadap berat kering agregat. Berat jenis pada keadaan agregat jenuh kering permukaan (saturated and surface dry condition) merupakan perbandingan antara berat pada keadaan jenuh kering permukaan dengan berat air
17 murni pada volume yang sama pada suhu tertentu. Volume disini termasuk pori-pori yang tidak tembus air, sedangkan pori-pori kapiler diisi oleh air atau jenuh. Berat jenis dalam keadaan kering sama seperti berat jenis pada jenuh kering permukaan, tetapi dalam pengukuran volume termasuk volume seluruh pori-pori yang ada. Dalam perencanaan campuran beton, berat jenis agregat yang terutama digunakan adalah berat jenis pada keadaan jenuh kering permukaan. Rumus yang dipergunakan dalam perhitungan berat jenis dan penyerapan agregat kasar adalah : Berat jenis kering =
Bk ..................................................................... (2.3) B j − Ba
Berat jenis jenuh kering permukaan (SSD) =
Penyerapan =
B j − Bk Bk
Bj B j − Ba
............................. (2.4)
× 100 % .................................................................. (2.5)
Dimana : Bk = Berat agregat kasar kondisi kering (gram) Bj = Berat agregat kasar kondisi jenuh kering permukaan (gram) Ba = Berat benda uji kering permukaan jenuh di dalam air (gram)
2.5
Bahan Tambahan (Admixture) Bahan tambahan (admixture) adalah suatu bahan berupa bubuk atau cairan,
yang ditambahkan ke dalam campuran adukan beton selama pengadukan, dengan tujuan untuk mengubah sifat adukan atau betonnya [Spesifikasi Bahan Tambahan untuk Beton, SK SNI S-18-1990-03]. Berdasarkan ACI (American Concrete Institute), bahan tambah
18 adalah material selain air, agregat dan semen hidrolik yang dicampurkan dalam beton atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama pengadukan berlangsung. Penambahan bahan tambah dalam sebuah campuran beton atau mortar tidak mengubah komposisi yang besar dari bahan lainnya, karena penggunaan bahan tambah ini cenderung merupakan pengganti atau susbtitusi dari dalam campuran beton itu sendiri. Karena tujuannya memperbaiki atau mengubah sifat dan karakteristik tertentu dari beton atau mortar yang akan dihasilkan, maka kecenderungan perubahan komposisi dalam berat-volume tidak terasa secara langsung dibandingkan dengan komposisi awal beton tanpa bahan tambah. Penggunaan bahan tambah dalam sebuah campuran beton harus memperhatikan standar yang berlaku seperti SNI (Standar Nasional Indonesia), ASTM (American Society for Testing and Materials) atau ACI (American Concrete
Institute) dan yang paling utama memperhatikan petunjuk dalam manual produk dagang. Secara umum bahan tambah yang digunakan dalam beton dapat dibedakan menjadi dua yaitu bahan tambah yang bersifat kimiawi (chemical admixture) dan bahan tambah yang bersifat mineral (additive). Chemical admixture merupakan bahan-bahan campuran yang dapat larut dalam air, sedangkan mineral admixture merupakan bahanbahan campuran yang tidak dapat larut dalam air. Ada empat jenis bahan aditif, yaitu : (1) Air-Entraining (AEA)
o Penerapan : - Untuk meningkatkan ketahanan beku / cair. - Untuk meningkatkan workabilitas.
o Pengaruh : - Menghasilkan butiran-butiran udara kecil yang banyak dalam beton.
19
o Keterangan : Efisiensi semakin berkurang seiring dengan meningkatnya suhu, kadar semen tinggi. (2) Water-Reducing
o Penerapan : - Untuk meningkatkan workabilitas. - Untuk meningkatkan kekuatan pada tingkat workabilitas yang sama. - Untuk memperbaiki sifat beton yang menggunakan agregat bergradasi jelek.
o Pengaruh : - Memisahkan partikel-partikel semen dan meningkatkan fluiditas beton. - Mengurangi kebutuhan air pencampur. - Dapat mempengaruhi waktu setting beton.
o Keterangan : Kandungan klorida harus dibatasi, overdosis lignosulphonates dapat menyebabkan penundaan pengerasan yang berlarut-larut. Selanjutnya hal ini dapat mempengaruhi kekuatan dan porositas beton. (3) High Range Water Reducer Superplasticizers
o Penerapan : - Untuk memfasilitasi penempatan dan pemadatan (contoh pada elemen beton bertulang yang ditulangi dalam jumlah banyak). - Untuk meningkatkan kekuatan. - Untuk menghasilkan bentuk permukaan yang berkualitas tinggi. - Untuk memudahkan pengecoran.
o Pengaruh : - Meningkatkan fluiditas beton dengan pengaruh yang kecil pada waktu setting.
20
o Keterangan : Kecocokan dengan zat tambahan lain dalam campuran harus diperiksa, penambahan kembali air pada beton lebih dari sekali untuk mengembalikan slump dapat menyebabkan reduksi kekuatan pokok. (4) Permeability Reducing
o Penerapan : - Untuk mengurangi perpindahan uap air.
o Pengaruh : - Mengisi pori-pori dengan bahan-bahan yang reaktif, atau bahan penolak air (water-repellent).
o Keterangan : Tidak akan mengubah beton kualitas rendah menjadi beton kedap air. Pengurangan permeabilitas disebabkan oleh meningkatnya workabilitas dan pengerjaan yang lebih baik. Beberapa tipe-tipe mineral admixture adalah sebagai berikut : 1. Material cementitious Dapat bereaksi langsung dengan air. Bahan ini mengandung silikat dan kalsium aluminosilikat. Contoh : Blast Furnace Slag, yaitu bahan buangan industri baja yang menggunakan tanur pijar. 2. Material pozzolanic Material yang dapat bereaksi dengan kapur bebas (Ca(OH)2) plus air. Komposisinya didominasi oleh siliceous dan aluminous. Contoh : fly ash kelas F, yaitu sisa buangan industri pembangkit listrik yang menggunakan batubara jenis bituminous atau anthracite. Selain itu, silica fume (hasil sampingan produksi elemen silicon), juga bahan pozzolanic. Komposisinya didominasi oleh unsur amorphous silica.
21 3. Material pozzolanic dan cementitious Material ini dapat bereaksi dengan air saja atau dengan kapur bebas (Ca(OH)2) plus air. Komposisinya didominasi oleh siliceous, aluminous dan kapur. Contoh : fly ash kelas C, yaitu sisa buangan Industri PLTU yang menggunakan batubara jenis lignite atau subbituminous. 4. Material inert Material ini tidak bereaksi secara kimiawi dengan unsur-unsur semen. Contoh : bahan buangan pabrik batu marmer, bahan kuarsa yang sudah dihaluskan dan lain-lain. Pada penelitian ini, bahan tambahan yang digunakan adalah abu sekam padi dan fly ash dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori; dan produk dari Sika, dengan tipe air entraining dengan kadar 1, 2, 3% dari jumlah berat air dalam setiap campuran beton berpori.
2.5.1
Abu Sekam Padi Sekam padi merupakan bahan hasil sampingan produk pertanian, sekam yang
dibakar mempunyai sifat pozzolan yang mengandung unsur silikat yang tinggi. Pozzolan ini mengandung sifat sementasi jika bercampur dengan kapur padam dan air. Abu sekam padi sangat kaya akan silika (Si) yang dalam oksidanya dikenal dengan silika dioksida. Penggunaan silika dalam dunia konstruksi khususnya teknologi beton dipakai sebagai bahan tambah. Hebatnya silika yang dari abu sekam padi ini tidak kalah dengan silica fume yang harganya cukup tinggi. Namun sayangnya, pertumbuhan tanaman padi dewasa ini telah berganti dengan pertumbuhan beton dan bata. Sehingga prospek usaha untuk pengembangan silika dari abu sekam padi akan semakin suram.
22
Gambar 2.1 Abu Sekam Padi Abu sekam padi yang dihasilkan dari pembakaran sekam padi pada suhu 400 – 500ºC akan menjadi silika amorphous dan pada suhu lebih besar dari 1.000ºC akan menjadi silika kristalin. Silika amorphous yang dihasilkan dari abu sekam padi diduga sebagai sumber penting untuk menghasilkan silikon murni, karbid silikon, dan tepung nitrid silikon (Katsuki et al., 2005). Konversi sekam padi menjadi abu silika setelah mengalami proses karbonisasi juga merupakan sumber pozzolan potensial sebagai bahan tambahan pada semen (SCM - Supplementary Cementitious Material). Abu sekam padi memiliki aktivitas pozzolanic yang sangat tinggi sehingga lebih unggul dari bahan tambahan lainnya seperti fly ash, slag, dan silica fume. Beberapa hasil sisa industri dan pertanian seperti slag, fly ash, dan abu sekam padi ternyata merupakan polutan potensial yang dapat digunakan sebagai bahan subtitusi atau bahan tambahan semen. Penggunaan bahan pengganti sebagian semen melalui komposisi campuran yang inovatif akan mengurangi jumlah semen yang digunakan sehingga secara ekologis dapat mengurangi emisi gas-gas rumah kaca dan penggunaan konsumsi energi fosil bumi pada industri semen.
23
2.5.2
Fly Ash Fly ash adalah material yang sangat halus, serta memiliki gradasi yang seragam
yang berasal dari sisa pembakaran besi baja dan batu bara. Sekitar 80% abu yang terbentuk dari pembakaran batu bara keluar dari tungku pembakaran, ada yang melalui cerobong asap yang disebut fly ash dan ada sisa kasar pembakaran batu bara pada dasar tungku. Fly ash termasuk material yang disebut dengan pozzolanic material karena fly
ash mengandung bahan-bahan pozzolan yaitu : Silica (SiO2), Besi Oksida (Fe2O3), Aluminium Oksida (Al2O3), Kalsium Oksida (CaO), Magnesium Oksida (MgO), dan Sulfat (SO4) [Hausmann, 1990].
Gambar 2.2 Fly Ash Fly ash atau abu terbang adalah salah satu emisi terbesar dari residu limbah industri. Emisi fly ash dari batu bara sejumlah besar yang belum diolah akan menghasilkan debu dan mencemari atmosfer, jika dibuang ke sistem air, fly ash dapat menyebabkan penyumbatan sungai dan bahan kimia beracun yang terkandung di dalamnya akan berbahaya bagi tubuh manusia dan kehidupan. Oleh karena itu, berdasarkan konservasi sumber daya alam dan mengurangi polusi, penanganan dan pemanfaatan fly ash telah menjadi perhatian yang baru. Cara yang paling menjanjikan
24 memanfaatkan fly ash adalah dengan menggiling fly ash oleh pabrik penggilingan, kemudian diterapkan untuk campuran semen, mortar, pengisi, pembuatan batu bata dan lainnya. Berdasarkan perkembangan teknologi, dalam skala besar mesin penggilingan ultra-halus telah mampu mencapai satu kali pengolahan bahan menjadi sangat halus. Bahan fly ash halus diproses melalui pabrik dengan meningkatkan ukuran partikel yang seragam. Jika fly ash ditambahkan ke campuran beton secara langsung akan menghemat banyak bahan baku semen dan juga, fly ash akan meningkatkan kemudahan pengerjaan pencampuran bahan beton dan meningkatkan plastisitas dan stabilitas beton bertulang. Bahkan di beberapa perusahaan produksi semen, fly ash dicampurkan sesuai dengan rasio, menjadi klinker semen yang berbeda untuk membuat produk semen. Menurut Headwaters Resources pada buletin yang ke-29, fly ash dapat menggantikan sebagian semen portland hingga 20% dalam campuran beton berpori dan penggunaan fly ash sebagai pengganti semen terjadi paling baik pada 20%. Fly ash memperbaiki karakteristik penempatan dan penyelesaian pengerjaan termasuk memberikan perbaikan pengerjaan dari campuran beton dengan nilai slump yang rendah. Ini merupakan keuntungan besar, terutama bila permukaan tekstur dan menyangkut desain menjadi prioritas. Karena kemampuannya untuk meningkatkan produk beton, fly
ash telah menjadi kebutuhan dalam teknologi beton berpori. Tidak hanya membuat produk akhir yang lebih baik, dengan menggunakan fly ash pada beton berpori adalah cara yang bijaksana untuk mengontrol polusi lingkungan. Fly ash digunakan sebagai mineral pencampur untuk meningkatkan kinerja keseluruhan dari beton berpori, dengan mengganti sebagian semen dalam beton dengan fly ash maka emisi karbon dioksida yang diciptakan selama produksi semen berkurang serta mengurangi dampak negatif pada atmosfer.
25
2.5.3
Sika Air Entraining Bahan tambahan Sika air entraining ini berupa cairan berwarna kuning dan
memiliki nilai PH = 8. Keunggulan dari Sika air entraining adalah memudahkan pengerjaan campuran beton, meningkatkan kekuatan beton, dan meningkatkan kohesi air dalam campuran beton sehingga mengurangi segregasi.
Gambar 2.3 Sika Air Entraining Menurut Buku Petunjuk Pelaksanaan Perkerasan Kaku (Beton Semen) No. 009/t/bnkt/1990 Direktorat Jenderal Bina Marga Direktorat Pembinaan Jalan Kota, Air
entraining merupakan bahan tambahan untuk beton, selain fly ash dan pozzoland, harus digunakan dalam bentuk cairan dan dapat ditakar dalam berat atau volume dengan batas ketelitian sebesar 3%. Untuk menakar dan menyemprotkan cairan bahan tambah diperlukan peralatan yang teliti. Bila digunakan bahan tambah udara (air entraining
admixture) bersamaan dengan bahan tambah kimia, maka masing-masing bahan tambah harus ditakar dan ditambahkan ke dalam adukan secara terpisah, untuk menghindari kontak satu sama lainnya sebelum bahan-bahan tersebut sampai di campuran beton. Jenis bahan tambah air entraining memiliki kegunaan memberikan kemudahan
26 pengerjaan, kedap air dan keawetan. Dengan maksud memasukkan gelembung udara (0,03 - 0,06 min) secara merata ke dalam beton.
2.6
Beton Berpori Berdasarkan Pedoman Penyediaan dan Pemanfaatan Ruang Terbuka Non Hijau
- Direktorat Jenderal Penataan Ruang, Departemen Pekerjaan Umum menjelaskan bahwa Pembangunan Dampak Rendah (Low Impact Development – LID) adalah strategi pembangunan berdampak rendah yang membuat sistem perkerasan berperan hidrologis mampu menyalurkan air permukaan ke lapisan di bawahnya dan ekonomis karena meminimalisasi sistem drainase. Perkerasan permeabel (permeable paving) adalah tipe LID yaitu perkerasan tembus air atau perkerasan poros yaitu jenis perkerasan yang berpori sehingga dapat mengalirkan air di permukaan perkerasan ke lapisan di bawahnya. Beton berpori (pervious concrete) adalah tipe perkerasan LID permeable
paving, yaitu campuran beton berpori yang tidak menggunakan pasir atau hanya dalam jumlah kecil, sehingga menghasilkan beton dengan pori kira-kira 20%. Ruang pori tersebut membuat air dapat mengalir di dalam perkerasan ke lapisan batuan berukuran seragam di bawahnya, lalu ke dalam tanah – sehingga mengurangi atau menghilangkan aliran air di atas permukaan perkerasan. Kekuatan rata-rata dari beton berpori (tembus air) adalah dari 50 sampai 350 kg/cm2, dan dapat lebih tinggi tergantung fungsi penggunaannya. Kecepatan peresapan adalah 0,2 sampai 0,48 cm/s. Sistem pervious paving digunakan untuk mengurangi permukaan yang kedap air (tidak tembus air) seperti permukaan jalan trotoar (sidewalk), driveways, tempat parkir, dan tempat-tempat lain yang digunakan dengan tujuan mengurangi run off dan memperbesar infiltrasi. Pervious paving juga dapat digunakan sebagai inlet air infiltrasi
27 ke dalam tanah. Pervious paving sangat efektif untuk membantu mengurangi run off dalam kondisi puncak serta menambah jumlah kandungan air tanah pada area yang berkembang (Harrisburg, 1998). Masalah genangan air dan limpasan permukaan yang terjadi pada permukaan perkerasan kedap air menuntut ditemukannya cara-cara baru untuk mengelola aliran air terutama dari air hujan. Perkerasan berpori merupakan salah satu metode alternatif untuk pengendalian limpasan permukaan. Jenis-jenis perkerasan berpori antara lain adalah aspal berpori, beton berpori, perkerasan bata beton (paving blocks), dan sistem perkerasan kerikil. Perkerasan berpori memiliki pori-pori yang sangat banyak dan mengurangi volume limpasan permukaan dengan cara membiarkan air yang ada di permukaannya menyerap ke dalam perkerasan untuk kemudian dialirkan ke dalam tanah dengan tingkat penyerapan yang tinggi. Perkerasan beton berpori dapat berfungsi sebagai bagian dari sistem memanen air hujan (rainwater harvesting). Sistem memanen air hujan merupakan proses untuk mencegah terjadinya limpasan permukaan saat hujan dan sekaligus memanfaatkan air hujan untuk kebutuhan yang menguntungkan, seperti menambah cadangan air tanah, irigasi untuk taman, toilet flushing, air untuk mencuci kendaraan, dan sebagainya.
2.6.1
Kelebihan dan Kekurangan Beton Berpori Beton berpori merupakan material konstruksi yang multifungsional dengan
beberapa kelebihan, seperti : a. Selang waktu pemeliharaan yang lebih lama. Pori-pori yang ada pada beton berpori berfungsi untuk mengalirkan air mengalir ke dalam tanah. Pemeliharaan yang perlu dilakukan pada beton berpori
28 adalah membersihkan sampah yang masuk ke dalam pori beton agar aliran air tidak terhambat, sehingga mencegah terbentuknya genangan air di permukaan beton. Terbentuknya genangan air di permukaan beton dapat merusak permukaan perkerasan yang sudah ada. b. Mengurangi limpasan permukaan di suatu daerah. Beton berpori sebagai material konstruksi yang multifungsi selain berfungsi sebagai komponen struktural juga berfungsi sebagai saluran drainase air masuk ke dalam tanah sehingga mampu mengurangi limpasan permukaan. c. Instalasi yang lebih cepat jika dibandingkan dengan pemasangan perkerasan bata beton. d. Life cycle cost yang lebih rendah. Dibandingkan dengan beton aspal dan perkerasan bata beton, perkerasan dengan menggunakan beton berpori memiliki life cycle cost yang lebih rendah. Walaupun biaya awal pada beton berpori lebih mahal dibandingkan dengan beton aspal, tetapi karena kekuatan dan daya tahan beton berpori yang lebih besar dibandingkan dengan aspal ataupun bata beton, maka menyebabkan biaya pemeliharaan yang diperlukan pada beton berpori selama umur rencana beton menjadi lebih kecil. e. Mengurangi tingkat pencemaran terhadap air tanah. Fungsi utama beton berpori adalah mengalirkan air yang ada di permukaan sehingga dapat diserap oleh tanah. Karena tidak menggunakan bahan kimia berbahaya di dalam campuran beton, maka potensi tercemarnya air tanah menjadi semakin kecil.
29 f. Dapat didaur ulang. Tidak seperti pada beton konvensional, setelah mencapai umur rencana beton berpori dapat didaur ulang menjadi material beton berpori yang baru sehingga tidak menimbulkan limbah buangan. g. Pemanfaatan lahan yang lebih efisien. Dengan menggunakan perkerasan beton berpori dapat mengurangi kebutuhan penyediaan kolam penyimpanan air hujan, selokan saluran drainase, dan sarana pengelolaan air hujan lainnya. h. Rongga pada beton berpori dapat meredam kebisingan suara yang ditimbulkan oleh roda kendaraan. Hal ini disebabkan karena pori-pori pada beton terbentuk secara tidak teratur dan memiliki permukaan yang tidak rata, sehingga gelombang suara yang dipantulkan secara baur oleh pori-pori pada beton menjadi saling bertumbukan dan saling meredam. Beton berpori juga memiliki kekurangan, seperti : a. Karena kuat tekan yang lebih rendah daripada beton konvensional, maka beton berpori hanya digunakan pada jalan-jalan lokal perumahan, trotoar, dan lapangan parkir. b. Biaya instalasi beton berpori relatif lebih mahal daripada beton biasa. Hal ini disebabkan oleh dua hal, yaitu : • Beton berpori merupakan material konstruski khusus yang membutuhkan pekerja yang memiliki pengalaman dan kemampuan untuk mencampur, memasang dan merawat beton berpori secara tepat.
30 • Perkerasan beton berpori membutuhkan kedalaman yang lebih besar saat pemasangan, sebagai tempat untuk menampung air hujan dan juga meningkatkan ketebalan perkerasan beton berpori untuk alasan kekuatan.
2.6.2
Komposisi Beton Berpori Komposisi yang digunakan untuk beton berpori tidak jauh berbeda seperti
beton normal, perbedaan yang ada adalah dalam pembuatan beton berpori tidak atau sedikit sekali digunakan agregat halus pada campuran betonnya, dikarenakan beton berpori yang terbentuk memiliki rongga-rongga untuk porositas air, serta faktor air semen (FAS) memiliki peranan yang sangat penting, dengan tujuan agar rongga-rongga yang ada pada beton nantinya tidak tertutup oleh pasta semen pada saat mengeras. Selain itu juga bertujuan untuk mengingat agregat agar tidak mudah terlepas. Material-material yang digunakan untuk komposisi beton berpori secara umum adalah : • Semen Jenis semen yang digunakan adalah jenis semen Portland, dimana semen jenis ini merupakan semen umum yang biasanya digunakan untuk aplikasi beton yang tidak memerlukan persyaratan khusus terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. • Agregat Jenis agregat yang digunakan adalah agregat kasar, yang berupa kerikil sebagai hasil disintegrasi batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan memiliki ukuran butiran antara 5 – 40 mm atau agregat yang tertahan pada
31 saringan 2,36 mm (ayakan No. 4). Agregat halus tidak dipakai agar terbentuk ronggarongga pada beton yang nantinya akan berfungsi sebagai aliran air. • Air Jumlah air yang digunakan diperhatikan dengan seksama, dimaksudkan agar beton yang terbentuk memiliki rongga-rongga yang baik serta ikatan antar agregatnya kuat. Kesalahan dalam pengendalian faktor air semen dapat membuat rongga-rongga pada beton berpori menjadi tertutup, ikatan antar agregat menjadi lemah, sehingga menjadikan kuat tekan beton berpori menjadi rendah. Faktor air semen yang biasanya digunakan untuk beton berpori adalah sebesar 0,3 – 0,4. Faktor air semen adalah angka perbandingan antara berat kadar air bebas dan berat kadar semen dalam campuran beton. Faktor air semen memegang peranan penting dalam keawetan dan performa dari beton tersebut. Kekurangan air membuat pasta semen dan agregat tidak akan tercampur dengan sempurna, seperti gambar 2.4 (a).
(a) Campuran Beton Kekurangan Air
(b) Campuran Beton Kelebihan Air
32
(c) Campuran Beton dengan Proporsi Air yang Tepat
Gambar 2.4 Campuran Adukan Beton Berpori (sumber: Pervious Concrete Pavements, Portland Cement Association)
Faktor air semen pada beton berpori sangat mempengaruhi kekuatan ikatan antara pasta semen dan agregat. Sebaliknya, apabila kelebihan air akan membuat campuran beton menjadi bleeding sehingga mudah keropos dan lunak, seperti gambar 2.4 (b). Untuk itu dibutuhkan perancangan proporsi air yang tepat agar terbentuk campuran pasta semen yang mengikat agregat dengan sempurna. Ikatan antara pasta semen dan agregat yang tepat dapat dilihat pada gambar 2.4 (c). Beton harus selalu dibuat dengan workability, konsistensi dan plastisitas yang sesuai dengan kondisi pekerjaan. Workability sering diartikan sebagai tingkat kemudahan pengerjaan campuran beton untuk diaduk, dituang, diangkut dan dipadatkan atau suatu ukuran sulit atau mudahnya mengecor, mengkonsolidasikan dan menyelesaikan beton. Unsur-unsur yang dapat mempengaruhi sifat kemudahan campuran adukan beton dalam pengerjaannya, antara lain : a. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton. Makin banyak air yang dipakai, makin mudah beton segar itu dikerjakan. Tetapi pemakaian air juga tidak boleh terlalu berlebihan. b. Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan betonnya, karena diikuti dengan penambahan air untuk memperoleh nilai faktor air semen tetap.
33 c. Gradasi campuran agregat (pasir dan kerikil), jika campuran pasir dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton mudah dikerjakan. d. Pemakaian butiran yang bulat memudahkan cara pengerjaan. e. Pemakaian butiran maksimum kerikil yang dipakai berpengaruh terhadap cara pengerjaan. f. Cara pemadatan beton menentukan sifat pekerjaan yang berbeda. g. Selain itu, beberapa aspek yang perlu dipertimbangkan adalah jumlah kadar udara yang terdapat di dalam beton dan penggunaan bahan tambah dalam campuran beton. Konsistensi adalah kemampuan beton segar untuk mengalir. Plastisitas menentukan kemudahan beton untuk dicetak. Jika dalam suatu campuran beton dipakai agregat lebih banyak atau air yang ditambahkan lebih sedikit, campuran akan menjadi kaku dan sulit dicetak. Pengujian slump adalah suatu ukuran konsistensi beton. Untuk suatu proporsi semen dan agregat tanpa admixture, semakin tinggi slump, campuran semakin basah. Slump adalah ukuran kekentalan adukan beton yang dinyatakan dalam mm dan ditentukan dengan menggunakan kerucut Abram. Nilai Slump ditetapkan sesuai dengan kondisi pelaksanaan pekerjaan agar diperoleh beton yang mudah dituangkan, dipadatkan dan diratakan. Karena beton berpori tidak menggunakan agregat halus, maka nilai slump yang dihasilkan akan sangat besar, sehingga nilai slump pada campuran beton berpori diabaikan.
34
2.6.3
Kepadatan Beton Berpori Kepadatan pada beton berpori tergantung dari gradasi agregat kasar yang
digunakan dan secara umum berkisar antara 60-75% dari kepadatan beton normal. Agregat secara umum yang digunakan adalah agregat dengan ukuran 10-20 mm, meskipun ukuran lain juga sering digunakan. Kepadatan sekitar 70 kg/m3 dapat dicapai jika digunakan agregat kelas ringan. Tipe agregat seperti batu pecah, kerikil dan slag logam telah sukses digunakan untuk membuat beton berpori. Kegunaan batu pecah secara umum yaitu menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi daripada ketika menggunakan agregat kerikil dalam campuran. Kepadatan dari pengujian beton berpori bervariasi antara 1780 kg/m3 dan 1890 kg/m3, yaitu 22% lebih rendah dari kepadatan beton normal yang berkisar antara 2200-2400 kg/m3. Penurunan kepadatan berarti beban mati struktur lebih ringan.
2.6.4
Kuat Tekan Beton Berpori Beton yang baik adalah beton yang memiliki kuat tekan yang tinggi, sebab
beton yang tidak cukup kekuatannya menurut kebutuhan menjadi tidak berguna. Secara umum kekuatan beton dipengaruhi oleh dua hal yaitu faktor air semen dan kepadatan beton, dengan faktor air semen yang cukup untuk proses hidrasi semen dan dapat dipadatkan dengan sempurna akan memiliki kekuatan optimal. Hanya saja untuk memperoleh kuat tekan yang lebih tinggi memerlukan banyak hal yang harus dipertimbangkan. Semakin kecil area permukaan agregat, maka semakin kecil pula kebutuhan air untuk campuran beton. Dengan semakin kecilnya faktor air semen, maka kekuatan beton
35 semakin meningkat. Penggunaan agregat dengan ukuran butir maksimum yang lebih besar, dapat menurunkan kekuatan beton. Menurut PBI’71 pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur 7, 14, 21, dan 28 hari. Dimana kuat tekan beton paling tinggi dicapai pada umur ke 28 hari. Sehingga menggunakan faktor pembagi sebesar 0,65 untuk umur 7 hari; 0,88 untuk umur 14 hari; 0,95 untuk umur 21 hari dan 1 untuk umur 28 hari , sehingga hasil uji kuat tekan beton dapat diperhatikan tingkat perkembangan kuat tekan betonnya secara bertahap. Faktor-faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton antara lain faktor air semen (FAS), kepadatan, pengerjaan dan juga kualitas bahan-bahan yang dipergunakan. Cara pengujian kuat tekan beton yaitu dengan memberikan beban tekan tegak lurus luas penampang silinder atau kubus beton sampai terjadi keruntuhan pada benda yang di uji. Untuk meningkatkan kekuatan beton dapat dilakukan beberapa hal, seperti : a) Meningkatkan kekuatan pasta semen. Dengan mencari perbandingan air dengan semen yang optimal dimana makin rendah
water air cement ratio akan menghasilkan mutu beton yang semakin tinggi. b) Meningkatkan kekuatan lekatan antara pasta dan agregat. Bagian yang paling lemah dalam campuran beton adalah interface zone antara campuran semen dan agregat. Bagian yang lemah ini dapat diperkuat dengan cara pemilihan jenis dan bentuk agregat yang sesuai, juga bisa dengan pencampuran zat aditif sehingga kekuatan dari mutu beton akan lebih baik. c) Pemilihan agregat yang berkualitas baik. d) Penambahan bahan atau unsur tambahan pada campuran.
36 Mutu beton berpori pada penelitian ini disesuaikan dengan standar mutu bata beton minimum menurut SNI 03-0691-2002 Bata Beton (Paving Block). Klasifikasi bata beton menurut kelas penggunaannya, yaitu : a. Bata beton mutu A : digunakan untuk jalan b. Bata beton mutu B : digunakan untuk pelataran parkir c. Bata beton mutu C : digunakan untuk pejalan kaki (sidewalk) d. Bata beton mutu D : digunakan untuk taman dan penggunaan lain Mutu bata beton memiliki kuat tekan minimum sebagai berikut :
Tabel 2.2 Mutu Bata Beton (Paving Block) Mutu
Kuat Tekan (MPa)
Minimum Rata-rata A 35 40 B 17 20 C 12,5 15 D 8,5 10 Keterangan pada tabel :
Ketahanan aus (mm/menit) Rata-rata 0,090 0,130 0,160 0,219
Maksimum 0,103 0,149 0,184 0,251
Penyerapan Air rata-rata maks. % 3 6 8 10
• MPa = Mega Pascal; 1 MPa = 1 N/mm2 = 10 kg/cm2 Persyaratan mutu beton berpori belum tercantum dalam SNI, sehingga untuk menentukan target mutu kuat tekan beton berpori dalam penelitian ini digunakan batasan minimum mutu bata beton. Mutu bata beton minimum yang digunakan adalah dari bata beton mutu C yang digunakan untuk pejalan kaki (sidewalk), sesuai dengan karakteristik beton berpori untuk konstruksi yang menahan beban relatif ringan. Pada penelitian ini, kuat tekan beton berpori yang ingin dicapai pada umur 28 hari adalah antara 150 kg/cm2 sampai 180 kg/cm2.
37
2.6.5
Perkerasan Beton Berpori Perkerasan beton berpori berada pada lapisan permukaan dari struktur
perkerasan tembus air (pervious concrete pavement). Ketebalan dari perkerasan beton berpori berkisar antara 10 – 20 cm, tergantung dari beban konstruksi yang akan diterima. Sistem perkerasan beton berpori diilustrasikan pada gambar 2.5 berikut. Beton Berpori
Choke Course Base Course
Subbase Geotextile (optional) Tanah Dasar
Gambar 2.5 Lapisan Perkerasan Beton Berpori (sumber: United State Environmental Protection Agency)
Susunan lapisan di bawah perkerasan beton berpori untuk struktur sistem perkerasan tembus air ini terdiri dari (NRMCA 2008) : • Choke Course Lapisan ini terletak di bawah perkerasan beton berpori, dan bersifat tembus air. Ketebalan lapisan berkisar antara 2,5 – 5 cm dan berfungsi untuk meratakan elevasi permukaan untuk beton berpori. Lapisan ini terdiri dari agregat gradasi terbuka berukuran kecil.
38 • Open Graded Base Reservoir Terletak di bawah choke course. Ketebalan lapisan antara 7,5 – 10 cm dan terdiri dari agregat batu pecah berukuran 4,8 – 19 mm. Lapisan ini memiliki tingkat penyerapan air yang sangat tinggi sehingga berfungsi sebagai penyimpan air dan sebagai transisi aliran air ke lapisan subbase. • Open Graded Subbase Reservoir Ukuran agregat batuan pada lapisan ini lebih besar daripada lapisan base reservoir, yaitu antara 19 – 63,5 mm. Seperti halnya pada lapisan base reservoir, air disimpan di dalam rongga-rongga yang terbentuk di antara agregat. Ketebalan lapisan subbase bergantung pada tempat penampungan air yang dibutuhkan dan beban yang akan diterima perkerasan. Lapisan subbase dapat tidak digunakan pada perkerasan untuk jalan-jalan perumahan dan trotoar pejalan kaki. Dalam beberapa kasus, ketebalan lapisan subbase ditambahkan untuk meningkatkan daya dukung lapisan atas perkerasan beton berpori dan sebagai tempat penyimpanan air. • Underdrain (opsional) Dalam beberapa kasus dimana perkerasan beton berpori dipasang pada lapisan tanah dengan tingkat penyerapan air yang rendah, lapisan underdrain memudahkan pembuangan air dari lapisan base dan subbase. Underdrain berupa pipa berlubang dan terhubung dengan struktur bagian luar. Tempat penyimpanan air tambahan bisa didapatkan dengan memasang beberapa pipa pada bagian lapisan agregat. Pipa yang digunakan adalah pipa berlubang.
39 • Geotextile (opsional)
Geotextile dapat digunakan sebagai pemisah pada lapisan subbase dari lapisan tanah dasar. Fungsinya untuk mencegah perpindahan tanah ke dalam lapisan subbase dan
base. Geotextile non woven dapat digunakan karena fungsinya yang dapat ditembus air tetapi tidak dapat ditembus oleh partikel tanah. • Tanah Dasar Lapisan tanah dasar terletak di bawah subbase. Kapasitas penyerapan air pada tanah dasar menentukan banyaknya air yang dapat dikeluarkan dari lapisan agregat ke dalam tanah sekitarnya. Lapisan tanah dasar biasanya tidak dipadatkan. Berdasarkan aplikasi yang dilakukan pada konstruksi di Amerika, pemasangan beton berpori dilakukan secara manual dengan menggunakan bekisting. Salah satu metode pemasangan beton berpori adalah menggunakan sistem tertutup seperti pada gambar berikut. Perkerasan Beton Berpori
Pipa
Tanah Lapisan Kedap Air
Lapisan Tembus Air
Gambar 2.6 Sistem Tertutup pada Pemasangan Beton Berpori (sumber: Field Performance of Portland Cement Pervious Concrete Pavement, Cleveland State University)
Penggunaan lapisan tembus air bertujuan agar penyerapan air dapat didistribusikan dengan lancar ke dalam tanah melalui pipa yang telah disiapkan. Pemadatan beton berpori yang dicor dapat dilakukan dengan menggunakan penggilas kecil dengan berat sekitar 45 kg. Selain itu, pemasangan beton berpori juga
40 dapat dilakukan secara langsung dengan menggunakan tumpukan kerikil pada lapisan bagian bawahnya.
Gambar 2.7 Pemadatan dengan Penggilas Kecil (sumber: American Concrete Institute)
Pemadatan yang lebih baik dapat dilakukan dengan menggunakan mesin penggilas hidrolik. Penggunaan mesin penggilas hidrolik akan menghasilkan pemadatan yang lebih baik dan merata. Sambungan pada tiap bagian beton berpori sebaiknya dibuat dengan menggunakan penggiling yang biasa disebut pemotong pizza. Apabila beton berpori meliputi area yang luas, campuran yang baru dituang dan dipadatkan sebaiknya dilapisi lembaran plastik (polyethylene sheeting) untuk mencegah pengeringan yang terlalu cepat dan berlebih.
Gambar 2.8 Cutting Sambungan Ruas Beton Berpori (sumber: American Concrete Institute)
41
Curing atau perawatan beton berpori setelah pengecoran dilakukan untuk mencegah terjadinya penyumbatan pada pori-pori yang akan mengurangi permeabilitas. Perawatan beton berpori dilakukan minimal selama 7 hari setelah pengecoran. Beton berpori akan berfungsi dengan baik apabila terlindungi dari penyumbatan oleh pasir. Perawatan perkerasan dengan menggunakan beton berpori haruslah dilakukan secara berkala. Mengingat air yang mengalir melewati beton memungkinkan untuk membawa polusi yang larut dalam air maupun yang tidak larut, serta juga sampah yang dapat menyumbat rongga-rongga pada beton. Kebanyakan dari serpihan-serpihan ini akan tersimpan dekat dengan permukaan beton berpori sehingga dibutuhkan perawatan khusus dalam mengatasinya.
Vaccuming atau power blowing dibutuhkan untuk membersihkan pori-pori pada beton berpori apabila terjadi penyumbatan pada beton berpori. Power blowing atau
pressure washing dapat membuat pori-pori pada beton berpori bertambah sehingga dapat meningkatkan permeabilitas, tetapi dapat juga merusak bagian permukaan beton berpori.
Gambar 2.9 Beton Berpori Sebelum (kiri) dan Sesudah (kanan) Proses Vaccuming
42 Salah satu faktor yang menentukan frekuensi perawatan pada perkerasan beton berpori adalah tempat pemasangannya, dapat dilakukan perawatan seperlunya atau sekitar 2 sampai 3 kali selama 1 tahun pada beton berpori dapat mencegah penyumbatan berkelangsungan yang tidak terlihat oleh mata. Pemeliharaan yang teratur dapat menjaga kondisi beton berpori tetap baik dan memastikan beton berpori masih berfungsi dengan baik. Daerah yang membutuhkan daya resap air yang besar atau daerah yang terdapat banyak tanah pasir membutuhkan perawatan yang lebih sering.
43
Table of Contents BAB 2 TINJAUAN KEPUSTAKAAN
3.1.
7
2.1
Beton
7
2.2
Semen
7
2.3
Air
12
2.4
Agregat
13
2.5
Bahan Tambahan (Admixture)
17
2.5.1
Abu Sekam Padi
21
2.5.2
Fly Ash
23
2.5.3
Sika Air Entraining
25
2.6
Beton Berpori
26
2.6.1
Kelebihan dan Kekurangan Beton Berpori
27
2.6.2
Komposisi Beton Berpori
30
2.6.3
Kepadatan Beton Berpori
34
2.6.4
Kuat Tekan Beton Berpori
34
2.6.5
Perkerasan Beton Berpori
37
