BAB II TINJAUAN PUSTAKA. selalu mengalami perkembangan yang lebih dinamis. Beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Beton Perkembangan dunia konstruksi di Indonesia ikut mendorong bertambahnya penggunaan beton sebagai material perkuatan struktur. Selain itu, teknologi beton selalu mengalami perkembangan yang lebih dinamis. Beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari kombinasi aggregat dan pengikat semen. Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (kerikil dan pasir), semen dan air. Beton mengering setelah pencampuran dan peletakan. Sebenarnya, beton tidak menjadi padat karena air menguap, tetapi semen berhidrasi, mengelem komponen lainnya bersama dan akhirnya membentuk material seperti-batu. Beton digunakan untuk membuat perkerasan jalan, struktur bangunan, fondasi, jalan, jembatan, dan semen dalam bata atau tembok blok (wikipedia). Berdasarkan beratnya, beton diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu beton normal (normal weight concrete), beton ringan (light-weight concrete) dan Beton berat (heavy-weight concrete). Beton yang termasuk normal-weight concrete umumnya adalah beton dengan berat sekitar 2400 kg/m3, untuk lightweight concrete dengan berat kurang dari 1800 kg/m3 , dan untuk heavyweight concrete dengan berat lebih besar dari 3200 kg/m3.

Universitas Sumatera Utara

Aplikasi penggunaan normal weight concrete biasa sebagai bahan bangunan rumah atau gedung sedangkan Light-weight concrete umumnya dipergunakan untuk dinding ataupun atap bangunan rumah maupun gedung, Dan heavy-weight concrete biasanya dipergunakan untuk struktur bangunan tinggi, jembatan maupun flyover.

II.2 Beton Ringan Didalam bidang ilmu teknologi beton dikenal adanya istilah beton ringan (lightweight concrete). Pembuatan beton ringan dengan pemakaian aggregat ringan dimulai sejak munculnya aggregat ringan yang dibuat dari proses pembakaran shale dan clays pada tahun 1917 oleh S.J. Hayde. Pemakaian beton ringan pertama kali diperkenalkan di Amerika pada Perang Dunia I (1917) oleh perusahaan Emergency Fleet Building, dengan memakai aggregate expanded shale, dan dipakai untuk konstruksi kapal serta perahu. Beton ringan bertulang tersebut mempunyai kekuatan 34,47 Mpa dan berat isi 1760 kg/m3. Sejak tahun

1950-an beton ringan telah dipakai pada

struktur

gedung bertingkat, lantai kendaraan pada jembatan dan beton precast, dan lainlain. Ada beberapa cara untuk memproduksi beton ringan tetapi itu semuanya hanya tergantung pada adanya rongga udara dalam aggregat, atau pembuatan rongga udara dalam beton, diantaranya ada beberapa cara pembuatannya, yaitu dapat dilakukan dengan 3 cara pembuatan yaitu: 1. Beton ringan dengan bahan batuan yang berongga atau agregat ringan buatan yang digunakan juga sebagai pengganti agregat kasar/kerikil. Beton

Universitas Sumatera Utara

ini memakai aggregat ringan yang mempunyai berat jenis yang rendah (berkisar 1400 kg/m3 - 2000 kg/m3) akibat agregat kasar yang bersifat porous. Agregat yang dipakai berasal dari alam, proses pembakaran, hasil produksi industri serta bahan - bahan organik. Berdasarkan aggregate beton ringan ini dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu: a. beton ringan-total (All-Lightweight Concrete) Campuran beton dengan menggunakan agregat ringan butiran halus maupun kasar. b. Beton

Ringan

memperoleh

Pasir

kekuatan

(Sand-Lightweight beton

yang

Concrete)

lebih

baik,

Untuk agregat

halus diganti dengan pasir alam sedangkan aggregate kasar merupakan aggregate ringan Beton ringan dapat dibagi lagi dalam tiga golongan berdasarkan tingkat kepadatan dan kekuatan beton yang dihasilkan dan berdasarkan jenis aggregat ringan yang dipakai, beton ringan dapat diklasifikasikan menjadi tiga yaitu: a. Beton insulasi (insulating concrete) Beton ringan dengan berat (density) antara 300 kg/m3 - 800 kg/m3 dan berkekuatan tekan berkisar 0,69 - 6,89 Mpa, yang biasanya dipakai sebagai beton penahan panas (insulasi panas) disebut juga low density concrete. Beton ini banyak digunakan untuk

keperluan

insulasi,

karena

mempunyai

kemampuan

konduktivitas panas yang rendah, serta untuk peredam suara.

Universitas Sumatera Utara

Jenis aggregat yang biasa digunakan adalah Perlite dan Vermiculite. b. Beton ringan dengan kekuatan sedang (Moderate Strength Concrete) Beton ringan dengan berat (density) antara 800 kg/m3 - 1440 kg/m3 , yang biasanya dipakai sebagai beton struktur ringan atau sebagai pengisi (fill concrete). Beton ini terbuat dari aggregat ringan buatan seperti: terak (slag), abu terbang (fly ash), lempung, batu sabak (slate), batu serpih (shale), dan aggregat ringan alami, seperti pumice, skoria, dan tufa. Beton ini biasanya memiliki kekuatan tekan berkisar 6,89 - 17,24 Mpa. c. Beton Struktural (Structural Concrete) Beton ringan dengan berat (density) antara 1440 kg/m3 - 1850 kg/m3 yang dapat dipakai sebagai beton struktural jika bersifat mekanik (kuat tekan) dapat memenuhi syarat pada umur 28 hari mempunyai kuat tekan berkisar > 17,24 Mpa Untuk mencapai kekuatan sebesar itu, beton ini dapat memakai aggregat kasar seperti expanded shale, clays, slate, dan slag. 2. Beton ringan tanpa pasir (No Fines Concrete) Dimana beton tidak menggunakan aggregat halus (pasir) pada campuran pastanya atau sering disebut beton non pasir , sehingga mempunyai sejumlah besar pori - pori. Dengan berat isi berkisar 880 - 1200 kg/m3 Kekuatan beton no fines berkisar 7 - 14 Mpa yang dipengaruhi oleh berat isi beton dan kadar semen. Pemakaian beton tipe ini sangat baik untuk kemampuan insulasi dari struktur, meskipun keberadaan rongga udara sangat banyak

Universitas Sumatera Utara

dan cenderung seragam dapat mengurangi kuat tekan aggregat. 3. Beton ringan yang diperoleh dengan memasukkan udara dalam adukan atau mortar (beton aerasi/beton busa/gas). Dengan demikian akan terjadi pori - pori udara berukuran 0,1 - 1 mm dalam betonnya, dikenal sebagai beton teraerasi, beton berongga, beton busa atau beton gas. Memiliki berat isi 200 - 1440 kg/m3 dan biasanya digunakan

untuk

keperluan

insulasi

serta

beton

tahan

api.

Dengan menambahkan larutan hidrogen peroksida sebagai Aerated Agent volume campuran beton akan mengembang secara dramatis, hal ini membuat penggunaan material menjadi lebih ekonomis. Beton yang teraerasi ini kemudian diperkeras didalam cetakan dengan memberikan tekanan, proses ini dilakukan dengan memasukkan beton ke dalam pressurized steam chamber (autoclave). Berdasarkan pengertian beton ringan diatas dapat disimpulkan bahwasanya beton ringan memliki varian yang banyak mulai dari material dan berat jenisnya, hal ini dapat dilihat pada grafik.1

Grafik.1. Perkiraan satuan berat dan menggunakan Classificatio nof Universitas Sumatera Utara

II.3 Kuat Tekan Beton Ringan Kuat tekan beton merupakan beban persatuan luas yang menyebabkan beton hancur, kuat tekan beton di pengaruhi oleh factor umur dan kuat tekan karakteristik yang dimiliki beton tersebut. Rata-rata beton mencapai kekuatan tekan karakterisik rencana tercapai pada umur beton 28 hari. Beton ringan berdasarkan varian aggregatnya tentu memiliki berbagai kekuatan tekan yang berbeda-beda. Kuat tekan beton ringan berkisar antara 20 – 50 MPa, sedang untuk beton normal berkisar antara 20 – 70 MPa. Tabel. Merupakan perbandingan kuat tekan beton ringan dan beton normal dan juga beberapa property lainnya

Universitas Sumatera Utara

Dan kekuatan tekan beton dapat pula digrafikkan seperti grafik. Menunjukkan kekuatan tekan beton untuk berbagai jenis beton yang berbanding dengan berat jenis rata-rata beton.

Disisi lain, kuat tekan beton ringan dapat ditingkatkan lagi yang disebut dengan beton ringan kekuatan tinggi (high strength lightweight concrete), yang mana mampu mencapai kekuatan tekan hingga 70 MPa.hal ini dapat diperhatikan pada grafik.

Universitas Sumatera Utara

II.4 Persyaratan dan Ketentuan Perhitungan Beton Ringan Ketentuan mengenai perhitungan beton ringan dilakukan spesifikasi modifikasi rumusan berdasakan rumus-rumus perhitungan beton normal, dimana secara garis besar perhitungan struktur beton ringan didasarkan pada dua ketentuan yang direkomendasikan oleh pedoman America Concrete Institu atau ACI 318-02, antara lain: 1. Beton ringan dipersyaratkan, yakni dalam perhitungannya, kuat tekan beton ringan fct

menggunakan modifkasi perbandingan terhadap kuat

tekan beton normal 𝑓′𝑐 antara lain fct/6,7 : �𝑓′𝑐

2. Beton ringan tidak dipersyaratkan, yaitu untuk beton ringan-total harga �𝑓′𝑐 dikalikan dengan 0.75, dan untuk beton ringan-pasir dikalikan

Universitas Sumatera Utara

dengan 0.85. dan jika dilakukan pergantian pasir secara parsial maka factor pengali dapat diperoleh dengan menggunakan interpolasi linier dari kedua harga tersebut diatas. Dalam penyelesaian analisis perhitungan pada skripsi ini penulis menggunakan poin pertama diatas, dimana beton ringan dipersyaratkan merupakan desain beton ringan yang memiliki prosedur kualitas, pencampuran, dan pengecoran sesuai dengan dengan persyaratan yang direkomendasikan oleh ACI318-02 pasal 5.1 dan 5.2, antaralain diuraikan sebagai berikut: 1. Beton harus dirancang sedemikian hingga menghasilkan kuat tekan ratarata, dan juga harus memenuhi kriteria keawetan seperti yang terdapat dalam pasal 4. Frekuensi nilai kuat tekan rata-rata yang jatuh di bawah nilai 𝑓′𝑐 haruslah sekecil mungkin. Selain itu, nilai 𝑓′𝑐 yang digunakan

pada bangunan yang direncanakan sesuai dengan aturan-aturan dalam tata cara ini, tidak boleh kurang daripada 17,5 Mpa. 2. Ketentuan untuk nilai 𝑓′𝑐 harus didasarkan pada uji silinder.

3. Kecuali ditentukan lain, maka penentuan nilai 𝑓′𝑐 harus didasarkan pada pengujian beton yang telah berumur 28 hari. Bila umur beton yang digunakan untuk pengujian bukan 28 hari, maka umur beton untuk pengujian tersebut harus sesuai dengan yang ditentukan pada gambar rencana atau spesifikasi teknis. 4. Bilamana

prosedur

perencanaan

mensyaratkan

penggunaan

fct,

sebagaimana dinyatakan maka uji laboratorium harus dilakukan sesuai

Universitas Sumatera Utara

dengan ASTM C 330,”Specification for Lightweight Agregates for Structural concrete” untuk menentukan hubungan antara fct dan 𝑓′𝑐.

5. Uji kuat tarik belah beton tidak boleh digunakan sebagai dasar penerimaan beton dilapangan.

II.5 Faktor Modifikasi beton ringan Faktor pokok yang mengharuskan modifikasi proporsi dan kontrol prosedur untuk agregat beton ringan, dibandingkan dengan beton normal, adalah lebih besar serapan dan tingginya tingkat penyerapan agregat ringan. 1. Agregat lembab lebih baik dari pada agregat kering di saat pencampuran, karena cenderung kekurangan dalam penyerapan air selama pencampuran dan karena itu mengurangi kemungkinan hilangnya perosotan karena beton sedang dicampur, diangkut, dan ditempatkan. 2. Apabila beton dibuat dengan agregat ringan yang memiliki tingkat kadar air awal yang rendah (biasanya kurang dari 8 sampai 10 persen) dan tingkat penyerapan yang relatif tinggi, mungkin diinginkan untuk mencampur

agregat

dengan

satu-setengah

sampai

dua

pertiga

pencampuran air untuk waktu yang singkat sebelum penambahan semen, admixtures dan campuran udara-entraining untuk meminimalkan slump rugi. Pemasok agregat tertentu harus dikonsultasikan mengenai kebutuhan untuk predampening seperti dan untuk prosedur pencampuran. 3. Beton dibuat dengan agregat ringan jenuh mungkin lebih rentan terhadap pembekuan dan pencairan dari beton dengan agregat ringan lembab atau

Universitas Sumatera Utara

kering, kecuali beton diperbolehkan untuk kehilangan kelebihan air setelah menyembuhkan, sebelum paparan tersebut, dan telah mengembangkan memadai kekuatan untuk melawan pembekuan. 4. Ketika percobaan batch produksi di laboratorium dengan menggunakan metode spesifik gravitasi, gravitasi spesifik dari agregat ringan harus ditentukan pada kadar air diantisipasi sebelum digunakan. 5. Bagi sebagian besar proporsi campuran beton harus praktis, proporsi agregat harus terdaftar pada kondisi kelembaban mudah dicapai di laboratorium dan di lapangan. Dalam beton ringan struktural masalah utama adalah akuntansi benar untuk kelembaban di (diserap), dan pada (teradsorpsi), partikel agregat ringan serta untuk efek penyerapan untuk aplikasi tertentu. Secara tradisional, teknologi beton telah diasumsikan, untuk kelembaban agregat konten koreksi tujuan, bahwa agregat tersebut dalam salah satu empat kondisi pada saat digunakan. Keempat kondisi ditunjukkan pada Gambar

Gambar. 2.1-Serikat kelembaban dalam agregat.

Universitas Sumatera Utara

II.5 Persyaratan dan Pedoman Bahan Beton ringan terdiri dari semen, agregat, air, dan kimia dan mineral admixtures mirip dengan normalweight beton. Admixtures ditambahkan ke entrain udara, mengurangi kebutuhan air mixing, dan mengubah pengaturan waktu atau properti lain dari beton. Tes laboratorium harus dilakukan pada semua bahan, dan campuran proporsi beton dilakukan dengan bahan aktual yang diusulkan oleh: 1. Cementitous dan pozzolanat materi-iniBahan harus memenuhi ASTM C 150, C 595, C 618, atau C 1157. 2. Ringan agregat-Untuk beton struktural, agregat ringan harus memenuhi persyaratan ASTM C 330. Karena perbedaan kekuatan partikel, isi semen yang diperlukan untuk menghasilkan beton tertentu kekuatan akan bervariasi dengan agregat dari sumber yang berbeda. Hal ini terutama penting bagi kekuatan beton diatas 5000 psi (35 MPa). Proporsi Campuran direkomendasikan oleh produsen ringan-agregat umumnya memberikan yang sesuai semen konten dan proporsi lain yang harus digunakan sebagai dasar untuk batch pengadilan. 3. Agregat beton normal dapat digunakan dalam beton ringan dan harus sesuai dengan ketentuan ASTM C 33. 4. Admixtures harus sesuai dengan spesifikasi sesuai ASTM, dan bimbingan untuk penggunaan admixtures dapat diperoleh dari ACI 212.3R, 232.2R, 233R, dan 234R.

Universitas Sumatera Utara

II.6 Pemilihan proporsi campuran beton 1. Proporsi material untuk campuran beton harus ditentukan untuk menghasilkan sifatsifat: a. Kelecakan dan konsistensi yang menjadikan beton mudah dicor ke dalam cetakan dan ke celah di sekeliling tulangan dengan berbagai kondisi pelaksanaan pengecoran yang harus dilakukan, tanpa terjadinya segregasi atau bleeding yang berlebih. b. Ketahanan terhadap pengaruh lingkungan seperti yang disyaratkan dalam pasal 4. c. Sesuai dengan persyaratan uji kekuatan. 2. Untuk setiap campuran beton yang berbeda, baik dari aspek material yang digunakan ataupun proporsi campurannya, harus dilakukan pengujian. 3. Proporsi beton, termasuk rasio air-semen, dapat ditetapkan sesuai dengan 5.3 atau sebagai alternatif 5.4 dan harus memenuhi ketentuan pasal 4.

Universitas Sumatera Utara