BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komposisi Kimia Baja

2.1.1 Umum

Baja pada dasarnya ialah besi (Fe) dengan tambahan unsur Karbon ( C ) sampai dengan 1.67% (maksimal). Bila kadar unsur karbon ( C) lebih dari 1.67%, maka material tersebut biasanya disebut sebagai besi cor (Cast Iron).

Makin tinggi kadar karbon dalam baja, maka akan mengakibatkan hal- hal sbb: Kuat leleh dan kuat tarik baja akan naik, Keliatan / elongasi baja berkurang, Semakin sukar dilas.

Oleh karena itu adalah penting agar kita dapat menekan kandungan karbon pada kadar serendah mungkin untuk dapat mengantisipasi berkurangnya keliatan dan sifat sulit dilas diatas, tetapi sifat kuat leleh dan kuat tariknya tetap tinggi. Penambahan unsur – unsusr ini dikombinasikan dengan proses heat treatment akan menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi, tetapi keuletan dan keliatan, dan kemampuan khusus lainnya tetap baik. Unsur – unsur tersebut antara lain: Mangaan (Mn), Chromium (Cr), Molybdenum (Mo), Nikel (Ni) dan tembaga (Cu). Tetapi proporsional pertambahan kekuatannya tidak sebesar karbon. Pertambahan kekuatannya semata –mata karena unsur tersebut memperbaiki struktur mikro baja.

Untuk memahami pengaruh komposisi kimia dan heat treat terhadap sifat akhir baja, maka kita perlu menganal factor – factor sbb: Struktur mikro, Ukuran butiran,

Universitas Sumatera Utara

Kandungan nonlogam. Endapan dipermukaan antar butiran. Keberadaan gas – gas yang terserap atau terlarut

2.1.2 Struktur Mikro

Unsur Fe dan C menyususn diri dalam suatu struktur berulang dalam pola tiga dimensi yang dinamakan dengan kristal. Kristal –kristal yang berorientasi (arah pengulangan / susunan ) sama disebut sebagai butir.Susunan kumpulan butir satu dengan yang lain pada suatu fasa tertentu dinamakan struktur mikro, contoh struktur mikro antara lain: ferit, perlit dan sementit.

2.1.3 Ukuran Butir

Penghalusan butir baja akan menghasilkan: Peningkatan kuat leleh (yield strength), Perbaikan sifat keuletan (toughness) dan keliatan (ductility), Penghalusan butiran dapat dilakukan dengan penambahan unsur niobium, vanadium dan aluminium dengan jumlah maksimal 0.05% atau dengan heat treatment.

2.1.4 Kandungan Unsur-unsur Non Logam Unsur – unsur non-logam yang umumnya dibatasi jumlahnya didalam produk baja adalah Sulfur(S) dan Fosfor (P). Tinggi kadar kedua unsur tersebut bisa menurunkan keliatan (ductility) baja dan meningkatkan kemungkinan retak pada sambungan las. Pada baja khusus mampu las, kandungan kedua unsur diatas dibatasi kurang dari 0.05%.

2.1.5 Endapan di Permukaan antar Butiran Unsur – unsur lain yang juga dapat menurunkan keuletan baja baja anatar lain: timah (Sn), antimon (Sb) dan arsen (As) hingga baja menjadi getas. Sifat getas ini ditimbulkan oleh pengendapan atau berkumpulnya unsur – unsur diatas dibidang batas antar butir baja pada suhu 500 – 600o .


2.1.6 Kandungan Gas Baja yang mengandung gas – gas terlarut dalam kadar yang tinggi terutama: Oksigen (O) dan Nitrogen (N) dapat menimbulkan sifat getas. Untuk mengurangi kadar gas tersebut biasa digunakan unsur - unsur yang dapat mengikat kedua unsur gas diatas menjadi senyawa yang cukup ringan sehinggan senyawa tersebut akan mengapung ke permukaan baja yang masih panas dan cair. Unsur - unsur pengikat gas N dan O biasanya digunakan unsur silicon (Si) dan atau aluminium (Al) yang fungsinya disebut sebagai Deoxidant.

2.1.7 Sifat Tahan Panas dan Tahan Korosi Sifat – sifat khusus baja seperti yang dibahas pada bab 1 paragraf 4, dapat dicapai dengan penambahan unsur – unsur utama sebagai berikut: Chrom (Cr), Nikel (Ni) dan molybdenum (Mo). Baja tahan karat umumnya mengandung unsusr Chrom lebih dari 12%, dimana pada kondisi seperti itu baja akan bersifat pasif terhadap proses oksidasi. Baja tahan karat dapat dibedakan sesuai struktur mikronya yaitu: baja tahan panas martensit, baja tahan panas ferit dan baja tahan panas austenit.

Baja tahan karat martensit mengandung chrom 13% kuat leleh dan tariknya diperoleh dari proses pendinginan pada kondisi udara luar, sesuai untuk lingkungan korosif ringan, serta biasanya digunakan untuk saluran dan rumah –rumah turbin.

Baja tahan karat ferit mengandung chrom 16%, sesuai untuk lingkungan korosif terutama terhadap bahan kimia asam nitrat, serta biasanya digunakan untuk komponen – komponen dalam industri kimia.

Baja karat austenit mengandung chrom-nikel 18%, dimana sifat tahan karatnya didapat melalui pemanasan pada suhu 1000 – 1100 0C lalu didinginkan dengan direndam kedalam air, sesuai untuk lingkungan yang mengandung garam, serta biasanya digunakan untuk baling – baling kapal. Baja tahan panas biasanya dinamakan untuk baja yang tahan pada suhu 650 0C, dimana sifat itu didapat pada kodisi kadar chrom dan nikel yang cukup tinggi. Berbeda


dengan baja tahan karat adalah umunya kandungan karbonnya lebih tinggi. Umumnya digunakan pada ketel uap, boiler, tungku dan lain – lain.

Gambar 2.1 Terak Baja

2.2 Beton

Dalam perkembangan dunia yang semakin maju dan serba canggih, teknologi beton mempunyai potensi yang luas dalam bidang kontruksi. Hal ini menyebabkan beton banyak digunakan kontruksi bangunan gedung, jembatan, dermaga dan lain-lain. Banyaknya jumlah penggunaan beton dalam kontruksi tersebut mengakibatkan peningkatan kebutuhan material beton. Beton merupakan komposit, karenanya kualitas beton sangat tergantung dari kualitas masing-masing material pembentuk.

Beton merupakan hasil interaksi mekanis dan kimiawi dari material penyusunnya yang terdiri dari semen, agregat halus, agregat kasar, air dan bahan tambahan lainnya. Campuran tersebut akan mengeras akibat reaksi hidrasi antara semen dan air. Pengetahun karateristik tentang dari masing- masing material pembentuk beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik. Agregat memiliki peranan penting dalam pembuatan beton karena agregat menyumbang volume beton 60-80% dan semen sebagai pembentuk pasta diperlukan untuk mengikat agregat. Penambahan bahan mineral sebagai agregat yang kemudian dihaluskan ke campuran beton dilakukan sebagai pozollan untuk memberikan sifat tambahan yang lebih baik.


Selama masa pelaksanaan, proses kontrol tidak boleh diberhentikan. Pada masa ini, pelaksanaan pengecoran, pemadatan, perawatan, dan penyelesaian harus diawasi. Setelah beton mengeras dan berumur 28 hari, uji tekan untuk mengetahui kekuatannya harus dilakukan.

Dalam keadaan mengeras, beton memiliki kekuatan tinggi. Dalam keadaan segar, beton dapat diberi bermacam bentuk, sehingga dapat digunakan untuk membentuk seni arsitektur atau semata- mata untuk tujuan sekoratif. Selain tahan terhadap api, beton juga tahan terhadap serangan korosi (Mulyono, 2003).

Beton mempunyai beberapa kelebihan, antara lain yaitu (Mulyono, 2003) :

a.

Dapat dengan mudah dibentuk sesuai kebutuhan kontruksi.

b.

Mampu memikul beban yang berat.

c.

Tahan terhadap temperatur yang tinggi.

d.

Nilai kekuatan dan daya tahan (durability) beton relatif tinggi.

e.

Biaya pemeliharaan yang kecil.

Selain kelebihan, beton juga mempunyai beberapa kekurangan antara lain (Mulyono, 2003) :

a.

Bentuk yang sudah dibuat sulit untuk dirubah.

b.

Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi.

c.

Kekuatan tarik beton relatif rendah.

d.

Daya pantul suara yang besar.

Berdasarkan teknik pembuatannya, beton dapat dibagi atas beberapa jenis :

a. Beton Biasa Beton ini langsung dibuat dalam keadaan plastis, dan cara pembuatannya berdasarkan atas : - beton siap pakai (Ready Mix Concrete) - beton dibuat di lapangan.


b. Beton Precast Beton ini dibuat dalam bentuk elemen-elemen yang merupakan bagian dari suatu konstruksi. Bagian yang akan dibuat menjadi beton ini dipasang dalam keadaan mengeras. c. Beton Prestress Beton ini dibuat dengan memberi tegangan dalam pada beton sebelum mendapat beban luar.

Berdasarkan kelas dan mutu, beton dibagi atas tiga kelas yaitu:

a. Beton kelas I Beton kelas I adalah beton untuk pekerjaan-pekerjaan non struktural yang pelaksanaannya tidak diperlukan keahlian khusus. Mutu beton kelas I dinyatakan dengan B0. b. Beton kelas II Beton kelas II ialah beton untuk pekerjaan struktural secara umum. Pelaksanaannya memerlukan keahlian yang cukup dan harus dilakukan pengawasan oleh tenaga ahli. Beton kelas II dibagi dalam mutu-mutu standar yaitu B1, K125, K175, K225. c. Beton kelas III Beton kelas III adalah beton untuk pekerjaan-pekerjaan struktural secara umum di mana dipakai mutu beton dengan kekuatan tekan lebih tinggi dari K225. Dalam pelaksanaannya memerlukan keahlian khusus dan laboratorium dengan peralatan yang lengkap.

Gambar 2.2 Beton


2.2.1 Material Pembentuk Beton

Material pembentuk beton secara umum terdiri dari bahan semen, agregat halus, agregat kasar, air, dan bahan tambahan lain.

2.2.1.1 Semen

Semen (cement) adalah hasil industri dari paduan bahan baku batu kapur/gamping sebagai bahan utama dan lempung/tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk/bulk, tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. Persentasi dari oksida – oksida yang terkandung didalam semen Portland adalah sebagai berikut : 1). Kapur ( CaO) : 60 – 66 % 2). Silika (SiO2) : 16 – 25 % 3). Alumina (Al203) : 3 – 8 % 4). Besi : 1 - 5 %.

Semen pada campuran beton merupakan bahan adhesif, karena dapat mengikat butirbutir material menjadi satu kesatuan.

A. Jenis- jenis semen :

1. Semen abu atau semen Portland adalah bubuk berwarna abu kebiru-biruan, di bentuk dari bahan utama batu kapur/gamping berkadar kalsium tinggi yang diolah dalam tanur yang bersuhu dan bertekanan tinggi. Semen ini biasa digunakan sebagai perekat untuk memplester. Standard ASTM C-150 membagi semen Portland menjadi delapan tipe utama, yaitu : TIPE I

: Semen portland yang dirancang untuk penggunaan normal,

yang diterapkan pada keadaan lingkungan dan spesifikasi teknik biasa. TIPE IA

: Semen portland berkarakter tipe I dengan air-entraining admixture,

yang juga diterapkan pada keadaan lingkungan dan spesifikasi teknik biasa. TIPE II

: Semen portland dengan karakter panas hidrasi dan ketahanan sulfat

yang moderat. TIPE IIA : Semen portland bertipe II dengan air-entraining admixture.


TIPE III

: Semen portland yang dirancang untuk menghasilkan kekuatan awal

yang tinggi , atau disebut ”semen-cepat-keras”. TIPE IIIA : Semen portland berkarakter tipe III dengan air-entraining admixture. TIPE IV

: Semen portland yang memiliki panas hidrasi rendah.

TIPE V

: Semen portland yang memiliki ketahanan sulfat tinggi.

No. SNI

Nama

SNI 15-0129-2004

Semen portland putih

SNI 15-0302-2004

Semen portland pozolan / portland pozzolan cement (PPC)

SNI 15-2049-2004

Semen portland / ordinary portland cement (OPC)

SNI 15-3500-2004

Semen portland campur

SNI 15-3758-2004

Semen masonry

SNI 15-7064-2004

Semen portland komposit

Tabel 2.1 Jenis-jenis semen menurut No.SNI

2. Semen putih (gray cement) adalha semen yang lebih murni dari semen abu dan digunakan untuk pekerjaan penyelesaian (finishing), seperti sebagai filler atau pengisi. Semen jenis ini dibuat dari bahan utama kalsit (calcite) limestone murni. 3. Oil Well Cement atau semen sumur minyak adalah semen khusus yang digunakan dalam proses pengeboran minyak bumi atau gas alam, baik di darat maupun di lepas pantai. 4. Mixed & Fly Ash Cement adalah campuran semen abu dengan pozzolan buatan (fly ash). Pozzolan buatan (fly ash) merupakan hasil sampingan dari pembakaran batubara yang mengandung amorphous silica, aluminium oksida, besi oksida dan oksida lainnya dalam variasi jumlah. Semen ini digunakan sebagai campuran untuk membuat beton, sehingga menjadi lebih keras.


B. Proses Pembuatan Semen

1. Proses Basah

Pada proses basah semua bahan baku yang ada dicampur dengan air, dihancurkan dan diuapkan, kemudian dibakar dengan menggunakan bahan bakar minyak, bakar (bunker crude oil). Proses ini jarang digunkan karena masalah keterbatasan energi BBM. 2. Proses Kering

Pada proses kering digunakan teknik penggilingan dan blending kemudian dibakar dengan bahan bakar batubara. Proses ini meliputi 5 tahap pengelolaan yaitu : Proses pengeringan dan penggilingan bahan baku di rotary dryer dan roller meal. Proses pencampuran (homogenizing raw meal) untuk mendapatkan campuran yang homogen. Proses pembakaran raw meal untuk menghasilkan terak (clinker : bahan setengah jadi yang dibutuhkan untuk pembuatan semen). Proses pendinginan terak. Proses penggilingan akhir dimana clinker dan gypsum digiling dengan cement mill.

Dari proses pembuatan semen diatas akan terjadi penguapan karena pembakaran dengan suhu mencapai 900˚C sehingga menghasilkan : residu (sisa) yang tak larut, sulfur trioksida, silika yang larut, besi dan aluminium oksida, oksida besi, kalsium, magnesium, alkali, fosfor, dan kapur bebas.

Secara garis besar proses produksi semen melalui 6 tahap, yaitu :

1. Penambangan dan penyimpanan bahan mentah Semen yang paling umum yaitu semen portland memerlukan empat komponen bahan kimia yang sesuai. Bahan tersebut adalah kapur (batu kapur), silika (pasir silika), alumina (tanah liat), dan besi oksida (bijih besi). Gipsum dalam jumlah yang sedikit ditambahkan selama penghalusan untuk memperlambat pengerasan. 2. Penggilingan dan pencampuran bahan mentah


Semua bahan baku dihancurkan sampau menjadi bubuk halus dan dicampur sebelum memasuki proses pembakaran. 3. Homogenisasi dan pencamuran bahan mentah 4. Pemabakaran Tahap paling rumit dalam produksi semen portland adalah pembakaran, dimana terjadi proses konversi kimiawi sesuai rancangan dan proses fisika untuk mempersiapkan campuran bahan baku membentuk klinker. Proses ini dilakukan di dalam rotary kiln dengan menggunakan bahan bakar fosil berupa padat (batubara), cair (solar), atau bahan bakar alternatif. Batubara adalah bahan yang paling umum dipergunakan karena pertimbangan biaya. 5. Penggilngan hasil pembakaran Proses selanjutnya adalah penghalusan klinker dengan tambahan sedikit gipsum, kurang dari 4%, untuk dihasilkan semen portland tipe I. Jenis semen lain dihasilkan dengan penambahan bahan aditif posolon atau batu kapur di dalam penghalusan semen. 6. Pendinginan dan pengepakan

2.2.1.2 Bahan Pereaksi (Air) Air merupakan bahan dasar yang sangat penting dalam pembuatan konstruksi bahan bangunan dengan struktur beton bertulang. Pada konstruksi beton, air diperlukan untuk bereaksi dengan semen sehingga dapat menjadi bahan perekat antara agregat halus ( pasir), agregat kasar (kerikil) serta bahan campuran beton lainya. Sedangkan pada kontruksi baja, air digunakan sebagai bahan pencuci profil baja dari kotoran yang timbul akibat penyimpanan maupun saat distribusi baja. Dalam pembuatan konstruksi beton harus digunakan air yang baik sehingga dapat tercipta beton yang kuat serta tahan lama. Pada pembuatan beton, air berfunsi sebagai berikut: 1. Untuk reaksi semen Air yang diperlukan untuk reaksi hidrasi semen kurang lebih 25% terhadap berat semen yang bisa cair dengan pengujian konsistensi normal semen, ini merupakan fungsi utama dari air adukan.


2. Untuk serapan agregat Kondisi ideal dari agregat ialah agregat dengan keadaan air jenuh air kering permukaan, tetapi di lapangan akan kesulitan untuk membuat dan menjaga agar agregat bisa selalu dalam keadaaan jenuh air kering permukaan di alam terbuka. Jika agregatnya lama terkena sinar matahari atau kering, untuk itu perlu adanya air khusus untuk diserap oleh agregat agar air untuk reaksi semen tidak terganggu atau tidak berkurang. 3. Untuk kelecakan Pada saat pembuatan beton diperlukan mobilisasi yang lancar untuk setiap agregat pada adukan agar mudah dikerjakan. Gesekan antar butiran merupakan penyebab susahnya pergerakan antara butiran, sehingga diperlukan air sebagai rolling antar permukaan butiran agregat agar butiran agregat lebih mudah untuk bergerak. Air yang baik untuk campuran beton bertulang sebaiknya harus memenuhi persyaratan standar nasional Indonesia (SK-SNI – S – 04 – 1989 – F) yaitu sebagai berikut : Air harus bersih Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 2 gram /liter. Tidak mengandung lumpur minyak dan benda terapan lain yang bisa dilihat secara visual. Tidak mengandung garam yang dapat merusak beton (asam organik) lebih dari 15 gram / liter. Tidak mengadung senyawa sulfat lebih dari 1 gram / liter. Tidak mengandung chlorida (cl) lebih dari 0,5 gram / liter. Air yang digunakan sebaiknya dari jenis air tawar karena air asin/air laut mempunyai kadar garam yang tinggi sehingga dapat mengakibatkan besi tulangan berkarat dan konstruksi beton tidak mempunyai kekuatan optimal karena pemilihan air yang salah pada saat pelaksanaan. Dengan demikian sebuah konstruksi bangunan yang kuat diawali dari pemilihan air yang baik sebagai bahan bangunan. Dalam pembuatan beton, air merupakan salah satu faktor penting, karena air dapat bereaksi dengan semen, yang akan menjadi pasta pengikat agregat. Air juga berpengaruh


terhadap kuat desak beton, karena kelebihan air akan menyebabkan penurunan pada kekuatan beton itu sendiri. Selain itu kelebihan air akan mengakibatkan beton menjadi bleeding, yaitu air bersama-sama semen akan bergerak ke atas permukaan adukan beton segar yang baru saja dituang. Hal ini akan menyebabkan kurangnya lekatan antara lapis-lapis beton dan merupakan yang lemah.

Air pada campuran beton akan berpengaruh terhadap :

1. Sifat workability adukan beton. 2. Besar kecilnya nilai susut beton 3. Kelansungan reaksi dengan semen portland, sehingga dihasilkan dan kekuatan selang beberapa waktu. 4. Perawatan keras adukan beton guna menjamin pengerasan yang baik.

Air untuk pembuatan beton minimal memenuhi syarat sebagai air minum yaitu tawar, tidak berbau, bila dihembuskan dengan udara tidak keruh dan lain-lain, tetapi tidak berarti air yang digunakan untuk pembuatan beton harus memenuhi syarat sebagai air minum.

Penggunaan air untuk beton sebaiknya air memenuhi persyaratan sebagai berikut ini :

1. Tidak mengandung garam atau asam yang dapat merusak beton, zat organik dan sebaginya lebih dari 15 gram per liter. 2. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 1 gram per liter. 3. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram per liter 4. Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton, kecuali ketentuan berikut terpenuhi : Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran beton yang menggunakan air dari sumber yang sama Hasil pengujian pada umur 7 dan 12 hari pada kubus uji mortar yang dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminumus mempunyai kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji yang dibuat dengan air yang dapat diminum. Perbandingan uji kuat tekan tersebut harus dilakukan pada adukan serupa, terkecuali pada air pencampur, yang dibuat dan diuji sesuai dengan “Metode uji kuat tekan untuk mortar semen hidrolis


(menggunakan specimen kubus dengan ukuran sisi 50 mm)”. (Kardiyono Tjokrodimulyo, 1998)

2.2.1.3 Agregat (Bahan Pengisi)

Defenisi agregat adalah material granular, yaitu pasir, kerikil (gravel), batu hancur, atau terak besi bekas sisa pembakaran dalam tanur tinggi (blast furnace), yang digunakan bersama medium sementik untuk membentuk beton berbasis semen hidrolik atau mortar.

Agregat merupakan material pembentuk beton yang harganya jauh lebih murah jika dibandingkan dengan harga semen, sehingga sangat ekonomis jika digunakan sebanyak mungkin di dalam campuran beton.

Berdasarkan ukuran fisiknya, agregat terbagi menjadi dua bagian besar. Standar yang tercantum dalam Annual Book of ASTM Standards 1996 Volume 04.02 designation: C 12595a, dan designation: C 33, membagi agregat menjadi dua bagian, yaitu:

1. Agregat Kasar Agregat yang hamper seluruhnya akan tertahan pada saringan berukuran 4,75 mm (butir no.4) pada uji saringan. 2. Agregat Halus Agregat yang semuanya akan lolos pada saringan berukuran 3/8 in. (butir no. 9,5), hampir semuanya lolos saringan berukuran 4,75 mm (butir no.4), dan semuanya tertahan pada saringan berukuran 75

m (butir no.200).

Berdasarkan proses pengolahannya, agregat bisa dibedakan menjadi:

1. Agregat Alam Agregat jenis adalah agregat yang diperoleh dari alam seperti pasir dan batu pecah. Permintaan akan agregat ini akan semakin tinggi apabila pelaksanaan pembanguna semakin tinggi. Penggunaan agregat alam yang semakin tinggi juga dapat menyebabkan rusaknya keseimbangan alam. Dapat diprediksikan pada suatu saat agregat alam ini akan habis terpakai dan walaupun masih ada akan menjadi sulit didapatkan, untuk itu perlu dicari alternatif lain pengganti agregat alam.


2. Agregat Buatan Agregat buatan merupakan agregat yang bersal dari produk sampingan suatu proses industri dan umumnya berupa limbah. Contoh agregat buatan yaitu terak baja dan terak nikel. Penggunaan agregat buatan sebagai bahan campuran beton memberikan efek positif pada dunia industri logam terutama baja dan nikel karena limbah terak baja dapat dimanfaatkan sebagai bahan yang berguna bagi industri beton. Sehingga kerusakan alam akibat penambangan pasir atau batu pecah dapat dihindari.

Karakteristik beton sangat dipengaruhi oleh sifat agregatnya. Pengaruh sifat agregat yang dipakai dalam penelitian tergantung pada bentuk partikel, berat jenis, berat isi, ukuran maksimumnya dan syarat gradasi. a). Bentuk partikel dan tekstur permukaan

Secara umum agregat kasar dibedakan dalam 2 golongan yaitu membulat (rounded) dan bersudut (angular) yang masing- masing dibedakan lagi secara bertingkat dari bentuk paling ideal (bola dan kubus) sampai bentuk paling tidak ideal (runcing dan prismatis). Agregat dari sember yang berbeda ataupun dengan pengolahan yang berbeda akan menghasilkan agregat dengan bentuk dan tekstur yang berbeda pula. Bentuk dan tekstur permukaan baik agregat kasar maupun halus akan mempengaruhi workability, rasio agregat halus terhadap agregat kasar, kadar semen dan kebutuhan air. b). Berat jenis agregat (specific gravity) Berat jenis agregat berat lebih tinggi dari agregat normal dan bervariasi terhadap ukurannya. Rentang berat jenis agregat berat adalah antara 1,4 sampai 1,5 kali berat agregat normal. Berat jenis yang lebih rendah menyebabkan kebutuhan semen lebih tinggi, sedangkan bila berat jenis agregat terlalu tinggi maka berat beton akan meningkat. Selain itu, berat jenis agregat juga digunakan dalam perancangan proporsi campuran untuk menentukan nilai berat isi (absolute volume) agregat. c). Berat isi (absolute volume) Berat isi merupakan berat satuan agregat kasar dalam suatu volume tertentu. Secara formulasi menunjukkan rasio perbandingan antar berat massa agregat terhadap volume total. Ruang antar butir diperhitungkan pada gradasi partikel, bentuk partikel, tingkat kerapatan dan


pemadatan agregat. Disamping itu, kenaikan tingkat kejenuhan agregat atau berat jenis meningkatkan nilai berat isi. Pada umumya nilai berat isi agregat kasar normal antara 12001600 kg/m3, sedangkan agregat kasar lebih besar dari 1800 kg/m3. d). Ukuran Maksium Agregat Semakin besar ukuran partikel agregat, semakin kecil luas permukaan yang harus dibasahi per unit massa. Oleh karena itu, memperlebar rentang gradasi agregat dengan menggunakan ukuran maksimum yang yang lebih besar akan memperkecil kebutuhan air campuran. Sehingga untuk tingkat workability tertentu rasio air semen dapat dikurangi dan konsekuensinya kekuatan akan meningkat. Tetapi walaupun begitu ada batas atas ukuran maksimum agregat dimana peningkatan kekuatan akan akibat berkurangnya kebutuhan air masih dapat mengimbangi efek negatif yang timbul dengan berkurangnya luas permukaan lekatan dan dengan adanya diskontinuitas akibat penggunaan agregat berukuran besar yang menyebabkan sifat heterogenitas beton menjadi menonjol. Sifat heterogenitas ini memberi pengaruh negatif terhadap kekuatan beton. Untuk beton struktural ukuran agregat maksimum dibatasi pada 25 mm sampai 40 mm karena pertimbangan ukuran penampang beton dan jarak antara tulangan yang umum digunakan. e). Persyaratan Gradasi Gradasi mempengaruhi workability (kelecakan) campuran beton, namun tidak mempengaruhi kekuatan beton. Sekalipun demikian, untuk mencapai kekuatan yang tinggi dibutuhkan kompaksi/pemadatan maksimum dengan besar usaha yang masih dapat diterima, yang mana hal ini hanya dapat dilakukan apabila campuran beton cukup workable. Pada dasarnya tidak ada gradasi yang ideal pada agregat alam. Hal ini dikarenakan adanya pengaruh lain yang berinteraksi, antara lain faktor- faktor utama yang mempengaruhi workability yaitu: Luas permukaan agregat, yang menentukan jumlah air yang dibutuhkan untuk membasahi seluruh partikel. Volume relatif yang ditempati oleh agregat. Kecenderungan terhadap segregasi. Jumlah butiran halus (fines) dalam campuran beton.


Ukuran Maks.

Volume Absolut Butiran Halus (fines) sebagai

Agregat (mm)

fraksi Volume Beton

8

0,165

16

0,140

32

0,125

63

0,110

Tabel 2.2 Persyaratan Volume Absolut butiran Halus

Ukuran Saringan (mm)

% Yang Lolos

37,5

100

25

95-100

12,5

25-60

4,75

0-10

2,36

0-5

Tabel 2.3 Spesifikasi Gradasi Agregat Kasar dengan Ukuran Maksimum 25 mm (ASTM)

Selain hal-hal diatas agregat yang dipakai untuk beton juga harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut: Agregat harus bersih Keras/kuat Distribusi/gradasi ukuran butir agregatnya memenuhi ketentuan-ketentuan yang berlaku Porositasnya kecil


Sifat yang paling penting dari suatu agregat (batu-batuan, kerikil, pasir) ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan, yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas, dan karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap agresi kimia serta ketahanan terhadap penyusutan (shrinkage). Akibat porositasnya, partikel agregat juga dapat menyerap air. Hal ini akan mempengaruhi faktor semen air (fas) atau w/c ratio dalam campuran beton, yang mengakibatkan kelecakan beton yang didesain berubah. Selain itu, ”hilangnya” air akibat terserap oleh porositas agregat akan mengurangi jumlah air yang dibutuhkan selain reaksi hidrasi berlangsung. Sehingga pada perencanaan campuran (mix design), agregat perlu diuji kuantitatif untuk mengetahui sejauh mana keadaan kelembaban itu dimilikinya. Agregat umum yang normal mempunyai kelembaban sekitar 0,5 - 2,0%. Keadaan lembab agregat dideskripsikan secara fisik dengan empat keadaan yaitu: 1. Kering Oven/Oven Dry (OD) Seluruh air yang telah dihilangkan. Baik air yang ada dipermukaan maupun yang ada dalam pori. Pemanasan pada 105 ˚C dilakukan selama 24 jam untuk memperoleh kondisi ini, dan ditimbang hingga mempunyai berat konstan. 2. Kering Udara/Air Dry (AD) Seluruh air yang ada di permukaan telah dihilangkan, namun masih menyisakan air di dalam pori internalnya. 3. Jenuh dengan Permukaan Kering/Saturated-Surface-Dry (SSD) Seluruh pori masih terisi air, namun dengan permukaan yang kering. Agregat pada keadaan ini tidak dapat mempengaruhi kadar air dalam campuran beton, sebab tak dapat lagi menyerap atau menyumbang air. Agregat yang ideal untuk mix design dalam beton. 4. Basah/Wet Seluruh pori yang ada terisi air, dan mempunyai permukaan yang berfilm air. Agregat tipe ini tidak akan mampu lagi menyerap air, namun akan


menyumbang air pada proses pencampuran beton. Hingga rasio w/c dalam beton dapat berubah. Menurut standar nasional indonesia (SK SNI – S – 04 – 1989 – F : 28) disebutkan mengenai persyaratan pasir atau agregat halus yang baik sebagai bahan bangunan adalah sebagai berikut : Agregat halus harus terdiri dari butiran yang tajam dan keras dengan indeks kekerasan < 2,2. Jika dipakai natriun sufat bagian hancur maksimal 12%. Jika dipakai magnesium sulfat bagian halus maksimal 10%. Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% dan apabila pasir mengandung lumpur lebih dari 5% maka pasir harus dicuci. Pasir tidak boleh mengadung bahan-bahan organik terlalu banyak, yang harus dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrans–Harder dengan larutan jenuh NaOH 3%.Susunan besar butir pasir mempunyai modulus kehalusan antara 1,5 sampai 3,8 dan terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam. Untuk beton dengan tingkat keawetan yang tinggi reaksi pasir terhadap alkali harus negatif .Pasir laut tidak boleh digunakan sebagai agregat halus untuk semua mutu beton kecuali dengan petunjuk dari lembaga pemerintahan bahan bangunan yang diakui. Agreagat halus yang digunakan untuk plesteran dan spesi terapan harus memenuhi persyaratan pasir pasangan.


Lubang

Berat Tembus Komulatif (%)

ayakan

Zone 1

Zone 2

Zone 3

Zone 4

(mm)

Bawah

Atas

Bawah

Atas

Bawah

Atas

Bawah

Atas

10

100

100

100

100

100

100

100

100

4.8

90

100

90

100

90

100

95

100

2.4

60

95

75

100

80

100

95

100

1.2

30

70

55

100

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

Tabel 2.4 Syarat Batas Gradasi Pasir Keterangan : Zone 1 = Pasir kasar Zone 2 = Pasir agak kasar Zone 3 = Pasir halus Zone 4 = Pasir agak halus

2.2.1.4 Bahan Tambahan (Admixtures)

Admixtures adalah bahan/komponen pada beton selain air, semen, agregat, amupun serat, yang ditambahkan pada tahap pencampuran beton. Admixtures digunakan untuk memodifikasi sifat dan karakteristik dari beton; misalnya untuk dapat dengan mudah dikerjakan, penghematan, atau untuk tujuan lain seperti penghematan energi.

Admixtures dibagi menjadi dua yaitu chemical dan mineral admixture. Chemical admixture adalah bahan-bahan tambahan yang dapat larut dalam air, sedangkan Chemical admixture tidak dapat larut dalam air.


Berdasarkan ketentuan dan syarat mutu menurut ASTM C494-91 ”Standard Specification for Chemical Admixture for Concrete”, Chemical admixture dibedakan menjadi:

TIPE A

Water reducing admixture

TIPE B

Retarding admixture

TIPE C

Accelerating admixture

TIPE D

Water reducing and accelerating admixture

TIPE E

Water reducing and accelerating admixture

TIPE F

Water reducing highrange admixture

TIPEG

Water reducing highrange and retarding admixture

Tabel 2.5 Tipe-tipe Chemical Admixture

Mineral admixture dapat bersifat sementius, pozzolanik, atau dua-duanya. Bahanbahan ini dapat digunakan sebagai bahan pengganti sebagian dari berat semen dalam campuran beton. Bahan ini juga bersifat amorphous, sehingga sangat reaktif. Dapat memperbaiki sifat mekanik beton, dan akan mengalami hidrasi dengan bantuan semen portland. Contoh dari bahan-bahan ini antara lain: silica fume, fly ash, dan slag. Semua bahan tersebut juga disebut material pozzolanik yang merupakan hasil buangan dari industri. Silica fume merupakan hasil sampingan dari produksi logam silikon dan ferrosilikon. Fly ash merupakan hasil pembakaran dari batu bara (banyak digunakan pada PLTU sebagai bahan bakarnya). Dan slag atau terak merupakan residu pembakaran biji besi dengan kokas dalam tanur tinggi.

Semua jenis material pozzolan tersebut mempunyai karakteristik yang sama, yaitu reaktif secara umum, dan memiliki struktur silika amorf yang dapat bereaksi dengan kapur (lime) hasil hidrasi.

Bahan tambahan dari jenis material admixture seringkali digunakan karena mengandung silika dan alumina yang dapat bereaksi dengan Ca(OH)2 membentuk senyawa CSH.


Ca(OH)2 + SiO2, AlO3

C3S2H3 C3AH6 C3A.3CaSO4H32

Dengan demikian, faktor yang sangat berpengaruh untuk menggunakan bahan tambah adalah unsur silika yang terkandung di dalamnya. Berikut adalah perbandingan unsur silika bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai material admixture yang dibandingkan dengan semen sebagai salah satu komponen campuran beton.

Senyawa

Semen

Slag

Silica Fume

Fly Ash

Bottom Ash

Portland CaO%

54-66

30-46

0,1-0,6

2-7

0,1-1

SiO2%

18-24

30-40

85-98

40-55

20-30

Al2O3%

2-7

10-20

0,2-0,6

20-30

30-50

Fe2O3%

0-6

4

0,3-1

5-10

0-3

MgO%

0,1-4

2-16

0,3-3,5

1-4

0-2

SO3%

1-4

3

-

0,4-2

0-1

Na2O%

0,2-1,5

3

0,8-1,8

1-2

0,1-0,3

Tabel 2.6 Komposisi kimiawi beberapa bahan tambahan


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents