BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur jadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan. Agregat mempunyai peran sebagai penguat , semen (matriks) mempunyai kekuatan dan rigiditas yang lebih rendah berperan sebagai pengikat dan air (mixer) sebagai media pencampur untuk menghomogenkan komposisi penyusun dan kontak luas permukaan. Beton digunakan sebagai material struktur karena memiliki beberapa keuntungan, antara lain mudah untuk dicetak, tahan api, kuat terhadap tekan, dan dapat dicor di tempat. Disamping keuntungan, beton juga memiliki kelemahan, yaitu beton merupakan bahan yang getas dan mempunyai tegangan tarik yang rendah. Beton tergolong suatu komposit dengan matriks adalah perekat (semen) dan pengisinya (filler) adalah agregat halus (batu kecil atau pasir) dan agregat kasar. Pada beton proses penguatan ikatan antara agregat dari proses hidratasi semen, dalam proses reaksi tersebut akan terbentuk Calcium Silikat (CS fasa), Calsium aluminat (CA fasa) dan Calcium Alumina Silikat (CAS fasa). Proses penguatan atau pengerasan pada beton sangat tergantung pada perbandingan (ratio berat) air: strapping band, normalnya bervariasi dari 0,8 – 1,2. Beton dikualifikasikan menjadi dua golongan yaitu beton normal dan beton ringan. Beton normal tergolong beton yang memiliki densitas sekitar 2200 – 2400 kg/m3 dan kekuatannya tergantung komposisi campuran beton (mix design). Sedangkan untuk beton ringan adalah suatu beton yang memiliki densitas < 1800 kg/m3, begitu juga kekuatannya biasanya disesuaikan pada penggunaan dan pencampuran bahan bakunya (mix design). Jenis dari Betono ringan ada dua golongan yaitu : Beton ringan berpori (aerated concrete) dan Beton ringan non aerated. Beton ringan berpori (aerated) adalah beton yang dibuat sehingga strukturnya banyak terdapat pori – pori, beton semacam ini diproduksi dengan bahan baku dari campuran semen, pasir, gypsum, CaCO 3 dan katalis almunium. Dengan adanya

katalis Al selama terjadi reaksi Hidratasi semen akan menimbulkan panas (reaksi eksotermal) sehingga timbul gelembung – gelembung H 2 O, CO 2 dari reaksi tersebut. Akhirnya gelembung tersebut akan menimbulkan jejak pori dalam badan beton yang sudah mengeras. Semakin banyak gas yang dihasilkan akan semakin banyak pori – pori terbentuk dan Beton akan semakin ringan. Berbeda dengan Beton Non Aerated, pada beton ini agar menjadi ringan dalam pembuatannya ditambahkan agregat ringan. Banyak kemungkinan agregat ringan yang digunakan antara lain adalah batu apung (Pumice), perlit, serat sintesis/ alami, slag baja, dan lain – lain. Pembuatan beton ringan berpori (aerated concrete) tentunya jauh lebih mahal karena menggunakan bahan – bahan kimia tambahan, dan mekanisme pengontrolan reaksi cukup sulit. Beton Strapping band dibuat dari campuran air, semen, pasir dan Strapping band yaitu pita plastik yang banyak digunakan untuk bahan pengikat pada pengepakkan barang-barang Susunan beton secara umum, yaitu: 7-15 % PC, 16-21 % air, 25-30% pasir, dan 31-50% kerikil. Kekuatan beton terletak pada perbandingan jumlah semen dan air, rasio perbandingan air terhadap semen (W/C ratio) yang semakin kecil akan menambah kekuatan (compressive strength) beton. Kekuatan beton ditentukan oleh perbandingan air semen, selama campuran cukup plastis, dapat dikerjakan dan beton itu dipadatkan sempurna dengan agregat yang baik”. Sifat dan karakter mekanik beton secara umum 1. Beton sangat baik menahan gaya tekan (high compressive strength), tetapi tidak begitu pada gaya tarik (low tensile strength). Bahkan kekuatan gaya tarik beton hanya sekitar 10% dari kekuatan gaya tekannya. 2. Beton tidak mampu menahan gaya tegangan (tension) yang tinggi, karena elastisitasnya yang rendah dari beton. 3. Konduktivitas termal beton relatif rendah

Beton sangat banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Bahan tersebut diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air dan agregat (dan kadang-kadang bahan tambah yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia tambahan, serat sampai bahan buangan non kimia) pada perbandingan tertentu.

Campuran tersebut bila dituang dalam cetakan kemudian dibiarkan, maka akan mengeras seperti batuan. Pengerasan itu terjadi oleh peristiwa reaksi kimia antara air dan semen yang berlangsung selama waktu yang panjang, dan akibatnya campuran itu selalu bertambah keras setara dengan umurnya dengan rongga-rongga antara butiran yang besar (agregat kasar, kerikil atau batu pecah) diisi oleh butiran yang lebih kecil (agregat halus, pasir), dan pori-pori antara agregat halus ini diisi oleh semen dan air (pasta semen). Struktur beton dapat didefinisikan (ACI 318-89,1990:1-1) sebagai sebuah bangunan beton yang terletak diatas tanah yang menggunakan tulangan atau tidak menggunakan tulangan. Struktur beton sangat bergantung dengan komposisi dan kualitas bahan-bahan pencampur beton yang dibatasi dengan kemampuan daya tekan beton (in a state of compression) sesuai dengan perencanaannya. Hal ini juga bergantung dengan kemampuan daya dukung tanah (supported by soil) atau juga tergantung dengan kemampuan struktur yang lain atau struktur atasnya (vertical support). Kekuatan, keawetan dan sifat beton yang lain tergantung pada sifat bahanbahan dasar, nilai perbandingan bahan-bahannya, cara pengadukan maupun cara pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan, dan cara perawatan selama proses pengerasan. Luasnya pemakaian beton disebabkan karena terbuat dari bahan-bahan yang umumnya mudah diperoleh, serta mudah diolah sehingga menjadikan beton mempunyai sifat yang dituntut sesuai dengan keadaan situasi pemakaian tertentu. Jika ingin membuat beton yang baik, dalam arti memenuhi persyaratan yang lebih ketat karena tuntutan yang lebih tinggi, maka harus diperhitungkan dengan seksama cara-cara memperoleh adukan beton (beton segar/ fresh concrete) yang baik dan beton (beton keras / hardened concrete) yang dihasilkan juga baik. Beton yang baik ialah beton yang kuat, tahan lama/ awet, kedap air, tahan aus, dan sedikit mengalami perubahan volume (kembang susutnya kecil). Dalam keadaan yang mengeras, beton bagaikan batu karang dengan kekuatan tinggi. Dalam keadaan segar, beton dapat diberi bermacam bentuk, sehingga dapat digunakan untuk membentuk seni arsitektur atau semata-mata untuk tujuan dekoratif. Beton juga akan memberikan hasil akhir yang bagus jika pengolahan akhir dilakukan

dengan cara khusus umpamanya diekspose agregatnya (agregat yang mempunyai bentuk yang bertekstur seni tinggi diletakkan di bagian luar, sehingga nampak jelas pada permukaan betonnya). Faktor – faktor yang membuat beton banyak digunakan karena memiliki keunggulankeunggulannya antara lain : 1. Kemudahan pengolahannya : yaitu dalam keadaan plastis, beton dapat diendapkan dan diisi dalam cetakan. 2. Material yang mudah didapat : Sebagian besar dari material- material pembentuknya, biasanya tersedia dilokasi dengan harga murah atau pada tempat yang tidak terlalu jauh dari lokasi konstruksi. 3. Kekuatan tekan tinggi : Seperti juga kekuatan tekan pada batu alam, yang membuat beton cocok untuk dipakai sebagai elemen yang terutama memikul gaya tekan, seperti kolom dan konstruksi busur. 4. Daya tahan yang tinggi terhadap api dan cuaca merupakan bukti dari kelebihan. 5. Harganya relatif murah. 6. Mampu memikul beban yang berat. 7. Mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi. 8. Biaya pemeliharaan/perawatannya kecil

Kekurangan beton antara lain : 1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak. Oleh karena itu perlu diberi baja tulangan, atau tulangan kasa (meshes). 2. Beton sulit untuk dapat kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, dan air yang membawa kandungan garam dapat merusak beton. 3. Bentuk yang telah dibuat sulit diubah. 4. Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi. Sampai saat ini beton masih menjadi pilihan utama dalam pembuatan struktur. Sifat-sifat dan karakteristik material penyusun beton akan mempengaruhi kinerja beton yang dibuat. Kinerja beton ini harus disesuaikan dengan kelas dan mutu beton yang dibuat. Sehingga dalam penggunaannya dapat disesuaikan dengan

bangunan ataupun kontruksi yang akan dibangun untuk mendapatkan hasil yang memuaskan dan sesuai dengan dibutuhkan.

2.1.1 Beton segar (Fresh Concrete) Beton segar yang baik ialah beton segar yang dapat diaduk, diangkut, dituang, dipadatkan, tidak ada kecendrungan untuk terjadi segregasi (pemisahan kerikil dari adukan) maupun bleeding (pemisahan air dan semen dari adukan). Hal ini karena segregasi maupun bleeding mengakibatkan beton yang diperoleh akan jelek. Tiga hal penting yang perlu diketahui dari sifat-sifat beton segar, yaitu : kemudahan pengerjaan (workabilitas), pemisahan kerikil (segregation), pemisahan air (bleeding).

2.1.1.1 Kemudahan Pengerjaan (Workabilitas) Sifat ini merupakan ukuran dari tingkat kemudahan atau kesulitan adukan untuk diaduk, diangkut, dituang, dan dipadatkan. Unsur-unsur yang mempengaruhi workabilitas yaitu : 1. Jumlah air pencampur. Semakin banyak air yang dipakai makin mudah beton segar itu dikerjakan. 2. Kandungan semen. Penambahan

semen

ke

dalam

campuran

juga

memudahkan

cara

pengerjaan adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan penambahan air campuran untuk memperoleh nilai f.a.s (faktor air semen) tetap. 3. Gradasi campuran pasir dan kerikil. Bila campuran pasir dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah dikerjakan. Gradasi adalah distribusi ukuran dari agregat berdasarkan hasil persentase berat yang lolos pada setiap ukuran saringan dari analisa saringan. 4. Bentuk butiran agregat kasar Agregat berbentuk bulat-bulat lebih mudah untuk dikerjakan. 5. Cara pemadatan dan alat pemadat.

Bila

cara

pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat

kelecakan yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit daripada jika dipadatkan dengan tangan. Konsistensi/kelecakan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian slump yang didasarkan pada ASTM C 143-74. Percoban ini menggunakan corong baja yang berbentuk konus berlubang pada kedua ujungnya, yang disebut kerucut Abrams. Bagian bawah berdiameter 20 cm, bagian atas berdiameter 10 cm, dan tinggi 30 cm (disebut sebagai kerucut Abrams), seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Kerucut Abrams

2.1.1.2 Pemisahan Kerikil (Segregation) Kecenderungan agregat kasar untuk lepas dari campuran beton dinamakan segregasi. Hal ini akan menyebabkan sarang kerikil, yang pada akhirnya akan menyebabkan keropos pada beton. Segregasi ini disebabkan oleh beberapa hal, antara lain : 1. Campuran kurus atau kurang semen. 2. Terlalu banyak air. 3. Besar ukuran agregat maksimum lebih dari 40 mm. 4. Permukaan butir agregat kasar, semakin kasar permukaan butir agregat semakin mudah terjadi segregasi. Untuk mengurangi kecenderungan segregasi maka diusahakan air yang diberikan sedikit mungkin, adukan beton jangan dijatuhkan dengan ketinggian yang terlalu besar dan cara pengangkutan, penuangan maupun pemadatan harus mengikuti caracara yang betul.

2.1.1.3 Pemisahan Air (Bleeding) Kecende rungan air untuk naik kepermukaan beton yang baru dipadatkan dinamakan bleeding. Air yang naik ini membawa semen dan butir-butir pasir halus, yang pada saat beton mengeras akan membentuk selaput (laitence). Bleeding dapat dikurangi dengan cara : 1. Memberi lebih banyak semen. 2. Menggunakan air sedikit mungkin. 3. Menggunakan pasir lebih banyak.

2.1.2

Perilaku Mekanik Beton Perilaku mekanik beton keras merupakan kemampuan beton di dalam

memikul beban pada struktur bangunan. Kinerja beton keras yang baik ditunjukkan oleh kuat tekan beton yang tinggi, kuat tarik yang lebih baik, perilaku yang lebih daktail, kekedapan air dan udara, ketahanan terhadap sulfat dn klorida, penyusutan rendah dan keawetan jangka panjang.

2.1.2.1 Kekuatan Tekan Beton (f’c) Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton ynag dihasilkan. Kekuatan tekan beton diwakili oleh tegangan tekan maksimum fc’ dengan satuan N/mm² atau MPa dan juga memakai satuan kg/cm². Kekuatan tekan beton merupakan sifat yang paling penting dari beton keras. Umumnya kuat tekan beton berkisar antara nilai 10-65 MPa. Untuk struktur beton bertulang pada umumnya menggunakan beton dengan kuat tekan pada umur 28 hari berkisar 17-35 MPa, untuk beton prategang digunakan beton dengan kuat tekan lebih tinggi, berkisar antara 30-45 MPa.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan beton yaitu : 1. Umur Beton Kekuatan tekan beton akan bertambah dengan naiknya umur beton. Biasanya nilai kuat tekan ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari. Kekuatan beton akan naik secara cepat (linear) sampai umur 28 hari, tetapi setelah itu kenaikannya tidak terlalu signifikan (Gambar 2.4). Umumnya pada umur 7 hari kuat tekan mencapai 65% dan pada umur 14 hari mencapai 88% - 90% dari kuat tekan umur 28 hari.

Gambar 2.2 Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton (Istimawan, 1999)

2. Faktor air semen dan kepadatan Semakin rendah nilai faktor air semen semakin tinggi kuat tekan betonnya, namun kenyataannya pada suatu nilai faktor air semen tertentu semakin rendah nilai faktor air semen kuat tekan betonnya semakin rendah pula, hal ini karena jika faktor air semen terlalu rendah adukan beton sulit dipadatkan. Dengan demikian ada suatu nilai faktor air semen tertentu (optimum) yang menghasilkan kuat tekan beton maksimum. Duff dan Abrams (1919) meneliti hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton pada umur 28 hari dengan uji silinder yang dapat dilihat pada Gambar 2.3. Kepadatan adukan beton sangat mempengaruhi kuat tekan betonnya setelah mengeras. Untuk mengatasi kesulitan pemadatan adukan beton dapat dilakukan dengan cara pemadatan dengan alat getar (vibrator) atau dengan memberi bahan kimia tambahan (chemical admixture) yang besifat mengencerkan adukan beton sehingga lebih mudah dipadatkan.

Umur / Waktu (Hari) Gambar 2.3 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton selama masa perkembangannya (Tri Mulyono, 2003)

3. Jenis Semen Jenis Portland semen yang digunakan ada 5 jenis yaitu : I, II, III, IV, V. Jenisjenis semen tersebut mempunyai laju kenaikan kekuatan yang berbeda sebagai mana tampak pada Gambar 2.5.

Gambar 2.4 Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe Portland semen (Tri Mulyono, 2003)

4. Jumlah Semen Jika faktor air semen sama (slump berubah), beton dengan jumlah kandungan semen tertentu mempunyai kuat tekan tertinggi sebagaimana tampak pada Gambar 2.6. Pada jumlah semen yang terlalu sedikit berarti jumlah air juga sedikit sehingga adukan beton sulit dipadatkan yang

mengakibatkan kuat tekan beton rendah. Namun jika jumlah semen berlebihan berarti jumlah air juga berlebihan sehingga beton mengandung banyak pori yang mengakibatkan kuat tekan beton rendah. Jika nilai slump sama (fas berubah), beton dengan kandungan semen lebih banyak mempunyai kuat tekan lebih tinggi.

Gambar 2.5 Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton pada faktor air semen sama (Kardiyono, 1998) 5. Sifat agregat Sifat agregat yang paling berpengaruh terhadap kekuatan beton ialah

kekasaran

permukaan dan ukuran maksimumnya. Permukaan yang halus pada kerikil dan kasar pada batu pecah berpengaruh pada lekatan dan besar tegangan saat retakretak beton mulai terbentuk. Oleh karena itu kekasaran permukaan ini berpengaruh terhadap bentuk kurva tegangan-regangan tekan dan terhadap kekuatan betonnya yang terlihat pada Gambar 2.7. Akan tetapi bila adukan beton nilai slump nya sama besar, pengaruh tersebut tidak tampak karena agregat yang permukaannya halus memerlukan air lebih sedikit, berarti fas nya rendah yang menghasilkan kuat tekan beton lebih tinggi.

Gambar 2.6 Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan beton (Mindess, 1981) 2.1.2.2 Kuat Lentur

Kekuatan lentur merupakan kuat tarik beton tak langsung dalam keadaan lentur akibat momen (flexure/modulus of rupture). Dari pengujian kuat lentur dapat diketahui pola retak dan lendutan yang terjadi pada balok yang memikul beban lentur. Kuat lentur beton juga dapat menunjukkan tingkat daktilitas beton. Kuat lentur beton dihitung berdasarkan rumus σ Lt =

M z

Dimana M merupakan momen maksimum pada saat benda uji runtuh dan Z merupakan modulus penampang arah melintang. Menurut pasal 11.5 SNI-03-2847 (2002) nilai kuat lentur beton bila dihubungkan dengan kuat tekannya adalah fr = 0,7 f 'c Mpa.

2.1.2.3 Modulus Elastisitas Modulus elastisitas beton merupakan kemiringan garis singgung (slope dari garis lurus yang ditarik) dari kondisi tegangan nol ke kondisi tegangan 0,45 f’c pada kurva tegangan-regangan beton. Modulus elastisitas beton dipengaruhi oleh jenis agregat, kelembaban benda uji beton, faktor air semen, umur beton dan temperaturnya. Secara umum, peningkatan kuat tekan beton seiring dengan peningkatan modulus elastisitasnya. Menurut pasal 10.5 SNI-03 2847 (2002) hubungan antara nilai modulus elastisitas beton normal dengan kuat tekan beton adalah 4700 ' cE = f c .

2.1.2.4 Poisson’s Ratio Poisson’s ratio merupakan perbandingan regangan arah lateral dengan regangan aksial akibat pembebanan aksial dalam kondisi batas elastis. Nilai poisson ratio beton normal berkisar antara 0,15 - 0,20. Namun demikian beberapa hasil penelitian mendapatkan nilai poisson ratio beton normal antara 0,10 – 0,30 (R.Park dan T.Paulay, 1975).

2.1.3 Pekerjaan Perawatan (Curing) Tujuan perawatan beton adalah memelihara beton dalam kondisi tertentu pascapembukaan bekisting (demoulding of form work) agar optimasi kekuatan beton dapat dicapai mendekati kekuatan yang telah direncanakan. Perawatan ini berupa

pencegahan atau mengurangi kehilangan/penguapan air dari dalam beton yang ternyata

masih

diperlukan

untuk

kelanjutan

proses

hidrasi.

Bila

terjadi

kekurangan/kehilangan air maka proses hidrasi akan terganggu/terhenti dan dapat mengakibatkan terjadinya penurunan perkembangan kekuatan beton, terutama penurunan kuat tekan (Lubis, 1986; Mulyono, 2004; dan Amri, 2005).

Pengaruh Curing terhadap Kekuatan Beton Dapat dinyatakan bahwa perkembangan yang baik dari kekuatan beton tidak hanya dipengaruhi keseluruhan semen terhidrasi, dan ini terbukti dalam praktik di lapangan. Kualitas beton juga tergantung kepada gel/space ratio dari pasta semen. Jika sekiranya ruang yang terisi air dalam beton segar lebih besar dari volume yang dapat diisi oleh produksi dari hidrasi, hidrasi yang lebih banyak akan menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi dan permeabilitas yang lebih rendah (Neville, 1982). Oleh sebab itu kehilangan air dari beton harus diproteksi, dan selanjutnya kehilangan air secara internal oleh pengeringan sendiri harus digantikan oleh air dari luar. Yaitu pemasukan air ke dalam beton harus difasilitasi sebaik mungkin, sehingga proses hidrasi yang terjadi pada pengikatan dan pengerasan beton sangat terbantu oleh pengadaan airnya. Meskipun pada keadaan normal, air tersedia dalam jumlah yang memadai untuk hidrasi penuh selama pencampuran, perlu adanya jaminan bahwa masih ada air yang tertahan atau jenuh untuk memungkinkan kelanjutan proses hidrasi itu sendiri. Penguapan dapat menyebabkan suatu kehilangan air yang cukup berarti sehingga mengakibatkan terhentinya proses hidrasi, dengan konsekuensi berkurangnya peningkatan kekuatan (Neville, 1982 dan Soroka, 1979). Dapat ditambahkan juga, bahwa penguapan dapat menyebabkan penyusutan kering yang terlalu awal dan cepat, sehingga berakibat timbulnya tegangan tarik yang mungkin menyebabkan retak, kecuali bila beton telah mencapai kekuatan yang cukup untuk menahan tegangan ini. Oleh karena itu direncanakan suatu cara perawatan untuk mempertahankan beton supaya terus menerus berada dalam keadaan basah selama periode beberapa hari atau bahkan beberapa minggu. Hal ini termasuk pencegahan penguapan dengan pengadaan beberapa selimut pelindung yang sesuai maupun dengan membasahi permukaannya secara berulang-ulang. Sehari setelah pengecoran merupakan saat yang terpenting untuk periode sesudahnya. Oleh sebab

itu diperlukan perawatan dengan air sehingga untuk jangka panjang, kualitas beton, baik kekuatan maupun kekedapan airnya, dapat lebih baik. Perawatan dengan cara membasahi menghasilkan beton yang terbaik. Semakin erat pendekatan kondisi perawatan, semakin kuat beton yang dihasilkan. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 3 (Murdock dan Brook, 1999). Dalam menafsirkan hasil pengujian laboratorium, harus diperhitungkan bahwa bahan yang diuji umumnya kecil. Oleh karenanya sifat-sifat bahan ini sangat dipengaruhi oleh perubahan dari lapisan permukaannya. Karena umumnya lapisan permukaan mudah terpengaruh oleh kondisi perawatan. Hal ini dibuktikan oleh kerusakan tampang melintang yang tebal jauh lebih kecil daripada yang ditunjukkan oleh contoh bahan uji yang lebih kecil.

Gambar 2.7. Kuat Desak (Tekan) Beton yang Dikeringkan dalam Udara di Laboratorium Sesudah Perawatan Awal dengan Membasahinya (Murdock dan Brook, 1999)

Penggenangan atau penyiraman secara terus menerus tidak selalu merupakan suatu cara yang praktis, dan akan lebih baik bila disokong dengan penerapan caracara lain. Proteksi terhadap penguapan air segera setelah pengecoran yaitu menyelimuti permukaan beton dengan lembaran polythene atau kertas bangunan merupakan cara yang paling efektif pada langkah-langkah berikutnya. Tetapi, karena

kurang baiknya daya insulasi bahan-bahan ini, mungkin diperlukan tambahan perlindungan untuk mengurangi pengaruh panas sinar matahari. Secara alternatif, Hessian (sejenis karung goni) yang basah dapat ditutupkan langsung pada permukaan, segera setelah beton cukup keras agar hessian tidak menyebabkan kerusakan atau melekat pada permukaan beton. Pasir basah, pada lapisan setebal 50 mm juga dapat digunakan untuk merawat permukaan horizontal yang luas. Baik hessian basah ataupun pasir basah jarang dikerjakan dengan baik, penyiraman atau pembasahan beton pada interval waktu tertentu siang dan malam hari sering terlupakan. Menggunakan pasir basah mempunyai kelemahan karena akan menambah biaya sehubungan dibutuhkannya tenaga kerja tambahan untuk menempatkan dan mengambil kembali pasir itu (Lubis, 1986 dan 1995). Permukaan lantai akan mengering lebih cepat sehubungan dengan ketebalannya yang lebih tipis. Oleh karena itu harus diadakan sarana yang memadai untuk mencegah kekeringan dengan menyelimuti dengan kertas atau lembaran polythene yang kedap air. Lapisan tipis untuk perawatan beton, yang harus diterapkan sementara beton masih basah umumnya diterima sebagai suatu sarana yang memuaskan untuk perawatan beton. Meskipun bukan yang paling efisien, perawatan yang paling praktis dan ekonomis bentuknya ialah penggunaan senyawa kimia untuk perawatan beton dengan penyiraman terutama pada permukaan horizontal yang luas.

Sistem Perawatan Beton Lainnya Perawatan beton yang dipercepat (accelerated curing): Dengan kondisi curing normal, beton mengeras secara perlahan. Curing harus dipertahankan minimal 14 hari untuk mendapatkan kekuatan akhir yang mendekati kekuatan beton yang dirawat 28 hari. Dengan mengerasnya pasta beton, akan terbentuk penampang beton sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Lamanya pencapaian kekuatan beton yang direncanakan supaya dapat memikul beban menyebabkan pembongkaran bekisting dapat dilaksanakan setelah umur beton mencapai empat minggu (28 hari). Pencapaian kekuatan beton dalam waktu yang lebih singkat dapat dilakukan dengan menambah bahan tambahan untuk mempercepat pengerasan atau dengan menaikkan temperatur saat curing.

Mempersingkat waktu curing untuk mendapatkan kekuatan umur normal beton 28 hari mempunyai beberapa keuntungan: − Pembangunan dapat dipercepat. − Penggunaan cetakan atau bekisting dapat digunakan secara berulangulang dengan frekuensi yang tinggi, sehingga dapat menghemat biaya bekisting. − Dapat mengurangi gudang penyimpanan beton yang telah mengeras, terutama pada produksi beton pracetak. − Mempercepat produksi beton dan mempercepat pengantaran ke lapangan.

Selain keuntungan di atas, cara curing ini memerlukan biaya yang cukup besar, sehingga perlu dipertimbangan dari segi ekonomisnya. Metode mempercepat perawatan beton dapat dilakukan dengan perawatan dengan uap panas. Ada 2 jenis perawatan dengan uap panas: a. Perawatan dengan uap panas tekanan rendah. Pemeliharaan dengan cara ini adalah untuk mempercepat waktu pemeliharaan yang dapat dilakukan pada tekanan atmosfir dan temperatur di bawah 100°C dan dimaksudkan untuk menghasilkan siklus pekerjaan yang pendek pada industri komponen beton (beton prefab/pracetak). b. Perawatan dengan uap panas tekanan tinggi. Metode ini sangat berbeda dengan metode pemeliharaan dengan uap bertekanan rendah dan bertekanan atmosfir. Metode ini digunakan bila diperlukan pekerjaan beton yang memerlukan persyaratan berikut: − Diperlukan kekuatan awal tinggi dan kekuatan 28 hari dapat dicapai dalam waktu 24 jam. − Diperlukan keawetan yang tinggi dengan ketahanan terhadap serangan sulfat atau bahan kimia lainnya, juga terhadap pengaruh pembekuan (cold storage) atau temperatur yang tinggi. − Diperlukan beton dengan susut dan rangkak rendah.

Kedua jenis perawatan tersebut memerlukan biaya dan waktu perawatan yang tidak sama. Waktu perawatan dengan tekanan tinggi lebih cepat dari waktu perawatan dengan tekanan rendah.

Senyawa kimia untuk perawatan beton: Senyawa kimia untuk perawatan dengan membentuk lapisan tipis adalah suatu cairan yang disemprotkan pada permukaan beton untuk menghambat penguapan air dari beton. Sebuah jenis penyemprot kebun yang dapat dipegang dengan tangan sesuai untuk pekerjaan ini. Hampir semua bahan-bahan kimia untuk perawatan beton yang tersedia di pasaran dan terbukti memuaskan pemakaiannya terdiri dari larutan sejenis damar. Setelah digunakan, larutan itu menguap dan meninggalkan permukaan beton. Lapisan resin (sejenis damar) tersebut tinggal dengan sempurna sekitar empat minggu. Selanjutnya lapisan ini menjadi getas dan mulai mengelupas akibat pengaruh sinar matahari dan cuaca. Pengujian di laboratorium dan pengamatan di lapangan menunjukkan bahwa cara ini telah memberikan perawatan pada beton yang setara dengan membasahinya secara terus menerus selama 14 hari. Penggunaan curing compound biasanya dilakukan untuk permukaan beton yang vertikal dan terkena sinar matahari seperti kolom, balok dan dinding beton.

Pemeliharaan dengan sistem elektris: Pemeliharaan dengan uap bila digunakan untuk komponen yang besar di lapangan tidak praktis untuk diterapkan. Untuk tujuan ini, sejumlah cara dengan sistem elektris telah dikembangkan oleh berbagai perusahaan. Namun metode ini kurang banyak digunakan di lapangan pekerjaan. Metode ini menggunakan resistor yang berfungsi menyalurkan arus listrik. Yang berfungsi sebagai resistor itu adalah campuran beton itu sendiri, tulangan atau benda-benda yang terdapat di dalam penampang beton. Di dalam pelaksanaannya ditemui kesukaran yang membuatnya hampir tidak mungkin untuk menyalurkan arus listrik pada keseluruhan bahan di lapangan. Hal ini disebabkan terbatasnya panjang penulangan dan besarnya penampang yang harus dialiri, dan hal yang sama juga terlihat bila menggunakan batang tulangan prategang sebagai resistor. Dari hasil pengamatan, kabel prategang lebih sesuai bila digunakan sebagai resistor. Oleh karena itu pemeliharaan elektrik memberikan hasil yang memuaskan bila menggunakan berkas kabel prategang (Neville, 1982).

2.2. Bahan Penyusun Beton 2.2.1 Semen 2.2.1.1 Umum Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi pasta semen. Jika ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar, sedangkan jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (hardened concrete). Fungsi semen ialah untuk mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat. Semen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran serta susunan yang berbeda-beda. Semen dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu : 1).Semen non-hidrolik dan 2). Semen hidrolik. Semen non-hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen non-hidrolik adalah kapur. Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras di dalam air. Contoh semen hidrolik antara lain : kapur hidrolik, semen pozollan, semen terak, semen alam, semen portland, semen portland pozolland dan semen alumina.

2.2.1.2 Sejarah Semen Mundurnya kerajaan Romawi beton tidak dipakai lagi. Baru sekitar 1760 di Inggris, J.Smeaton menemukan bahwa jika kapur yang mengandung lempung dibakar, bahan tersebut akan mengeras di dalam air. Jenis semen ini menyerupai dengan apa yang dibuat pada jaman Romawi. Penyelidikan lebih lanjut dilakukan oleh J.Parker pada masa yang sama yang lebih mengarah ke komersil, penggunaannya sekitar awal abad ke-19 di Inggris dan kemudian di Prancis. Karya konstruksi sipil pertama yakni jembatan pertama yang dibuat dengan beton tak bertulang dilakukan tahun 1816 di Souillac, Prancis. Nama semen portland diusulkan oleh Joseph Aspdin, 1824, karena bahan ini yaitu bahan campuran air, pasir dan batu-batuan yang bersifat pozolan dan berbentuk bubuk diolah pertama kali di pulau Portland dekat pantai Dorset, Inggris. Pertama kali semen portland diproduksi di

Amerika Serikat oleh David Saylor di kota Coplay Pennysilvania, 1875. Sejak saat itu semen portland berkembang dibuat sesuai kebutuhan. Di Indonesia kita telah mempunyai banyak pabrik semen portland modern dengan mutu internasional. Pabrik semen ini menyebar di Sumatera, Jawa dan Sulawesi. 1) Sumatera, Semen Padang, di Padang yakni pabrik semen Indarung, dan semen Tiga Gajah yakni di pabrik semen Baturaja, Sumatera Selatan. 2) Jawa, Semen Gresik, Semen Cibinong, Semen Tiga Roda, Semen Nusantara. 3) Sulawesi, pabrik semen Tonasa.

2.2.1.3 Bahan Penyusun Semen Material semen adalah material yang mempunyai sifat-sifat adhesif dan kohesif yang diperlukan untuk mengikat agregat-agregat menjadi suatu massa yang padat yang mempunyai kekuatan yang cukup. Semen merupakan hasil industri dari paduan bahan baku : batu gamping/kapur sebagi bahan utama, yaitu bahan alam yang mengandung senyawa Calcium Oksida (CaO), dan lempung/tanah liat yaitu bahan alam yang mengandung senyawa: Siliki Oksida (SiO 2 ), Alumunium Oksida (Al 2 O 3 ), Besi Oksida (Fe 2 O 3 ) dan Magnesium Oksida (MgO) atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk (bulk), tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. Untuk menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian untuk membentuk clinkernya, yang kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (gypsum) dalam jumlah yang sesuai. Fungsi utama dari semen adalah untukmengikat partikel agregat yang terpisah sehingga menjadi satu kesatuan. Bahan dasar pembentuk semen adalah : a. 3CaO.SiO 2 (tricalcium silikat) disingkat C 3 S (58% - 69%) b. 2CaO.SiO 2 (dicalcium silikat) disingkat C 2 S (8% - 15%) c. 3CaO.Al 2 O 3 (tricalcium aluminate) disingkat C 3 A (2% - 15%) d. 4CaO.Al 2 O 3 .Fe 2 O 3 (tetracalcium alummoferrit) disingkat C 4 AF(6-14%) Faktor semen sangatlah mempengaruhi karakteristik campuran

mortar.

Kandungan semen hidraulis yang tinggi akan memberikan banyak keuntungan,

antara lain dapat membuat campuran mortar menjadi lebih kuat, lebih padat, lebih tahan air, lebih cepat mengeras, dan juga memberikan rekatan yang lebih baik. Kerugiannya adalah dengan cepatnya campuran mortar mengeras, maka dapat menyebabkan susut kering yang lebih tinggi pula. Mortar dengan kandungan hidrulik rendah akan lebih lemah dan mudah dalam pergerakan . Sifat-sifat fisik semen yaitu : 1. Kehalusan Butir Kehalusan semen mempengaruhi waktu pengerasan pada semen. Secara umum, semen berbutir halus meningkatkan kohesi pada beton segar dan dapat mengurangi bleeding (kelebihan air yang bersama dengan semen bergerak ke permukaan adukan beton segar), akan tetapi menambah kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut. 2. Waktu ikatan Waktu ikatan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai sutu tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu tersebut terhitung sejak air tercampur dengan semen. Waktu dari pencampuran semen dengan air sampai saat kehilangan sifat keplastisannya disebut waktu ikat awal, dan pada waktu sampai pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu ikat akhir. Pada semen portrland biasanya batasan waktu ikaran semen adalah : •

Waktu ikat awal > 60 menit

•

Waktu ikat akhir > 480 menit Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan beton, yaitu waktu transportasi, penuanga, pemadatan, dan perataan permukaan.

3. Panas hidrasi Silikat dan aluminat pada semen bereaksi dengan air menjadi media perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi membentuk media perekat ini disebut hidrasi. 4. Pengembangan volume (lechathelier) Pengembangan semen dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beon, karena itu pengembangan beton dibatasi sebesar ± 0,8 % (A.M Neville, 1995).

Akibat perbesaran volume tersebut , ruang antar partikel terdesak dan akan timnul retak – retak. 2.2.1.4 Semen Portland (Portland Cement) Semen adalah bahan anorganik yang mengeras pada pencampuran dengan air atau larutan garam. Contoh khas adalah semen portland. Untuk menghasilkan semen portland, bahan berkapur dan lempung dibakar sampai meleleh sebagian untuk membentuk klinker yang kemudian dihancurkan, digerus dan ditambah dengan gips dalam jumlah yang sesuai. Semen portland adalah material yang mengandung paling tidak 75 % kalsium silikat (3CaO.SiO2 dan 2CaO.SiO2), sisanya tidak kurang dari 5 % berupa Al silikat, Al feri silikat, dan MgO (Hanenara, 2005; Taylor, 2009). Ratio mole antara CaO terhadap SiO2 tidak kurang dari 2. Pada tabel 2.1, ditunjukkan komposisi kimia komponen yang ada di dalam semen portland. Semen portland merupakan bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton. Menurut ASTM C-150,1985, semen portland didefinisikan sebagai semen hidraulik yang dihasilkan dengan menggiling kliner yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya. Semen portland dibuat dari serbuk halus kristalin yang komposisi utamanya adalah kalsium dan aluminium silikat. Bahan baku utama dalam pembuatan semen portland adalah sebagai berikut : •

Kapur (CaO) – dari batu kapur (60 -65%)

•

Silika (SiO 2 ) – dari lempung (17 – 25%)

•

Alumina (Al 2 O 3 ) – dari lempung (3% – 8%)

Tabel 2.1 Komposisi Utama Semen Portland Nama Kimia

Rumus Kimia

Singkatan

% berat

Tricalcium Silicate

3CaO.SiO2

C3S

50

Dicalcium Silicate

2CaO.SiO2

C2S

25

Tricalcium Aluminate

3CaO.Al2O3

C3A

12

Tetracalcium Aluminoferrite

4CaO.Al2O3.Fe2O3

C4AF

8

Gypsum

CaSO4.H2O

CSH2

3,5

Sumber : Paul Nugraha, Antoni , 2007 Jika Ditinjau dari penggunaannya, semen Portland dapat dikelompokan sebagai berikut : a. Jenis I (Normal portland cement) Yaitu jenis semen portland untuk penggunaan dalam konstruksi beton secara umum yang tidak memerlukan sifat – sifat khusus. Misalnya pembuatan trotoar dan lain-lain. b. Jenis II (hifh – early – strength portland cement) Jenis ini memperoleh kekuatan besar dalam waktu singkat, sehingga dapat digunakan untuk perbaikan bangunan beton yang perlu segera digunakan atau acuannya segera perlu dilepas. c. Jenis III (modifid portland cement) Semen ini memiliki panas hidrasi lebih rendah dan keluarnya panas lebih lambat.jenis ini di gunakan untuk bangunan tebal seperti pilar dengan ukuran besar. Panas hidrasi yang sangat rendah dapat mengurangi terjadinya retak – retak pergeseran. d. Jenis IV (low heat portland cement) Jenis ini merupakan jenis khusus untuk penggunaan yang memerlukan panas hidrasi serendah-rendahnya. Kekuatannya tumbuh lambat . jenis ini di gunakan untuk bangunan beton massa seperti bendungan gravitasi – gravitasi besar. e. Jenis V (Sulfate resisting portland cement) Jenis ini merupakan jenis khusus maksudnya hanya pada penggunaan bangunan – bangunan yang kena sulfat, seperti ditanah yang kadar alkalinya tinggi. Pengerasan berjalan lebih lambat dari p[ada semen pordlan biasa. f. Portland Pozzolan Cement (PPC) Semen portland pozzolan adalah campuran dari semen tipe I biasa dengan pozzolan.

2.2.2 Agregat Agregat ialah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton. Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya sangat tinggi, yaitu berkisar 60%-70% dari volume beton. Walaupun fungsinya hanya sebagai pengisi, tetapi karena komposisinya yang cukup besar sehingga karakteristik dan sifat agregat memiliki pengaruh langsung terhadap sifat-sifat beton. Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam atau agregat buatan (artificial aggregates). Secara umum agregat dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu agregat kasar dan agregat halus. Ukuran antara agregat halus dengan agregat kasar yaitu 4.80 mm (British Standard) atau 4.75 mm (Standar ASTM). Agregat kasar adalah batuan yang ukuran butirnya lebih besar dari 4.80 mm (4.75 mm) dan agregat halus adalah batuan yang lebih kecil dari 4.80 mm (4.75 mm). Agregat dengan ukuran lebih besar dari 4.80 mm dibagi lagi menjadi dua : yang berdiameter antara 4.80-40 mm disebut kerikil beton dan yang lebih dari 40 mm disebut kerikil kasar. Agregat yang digunakan dalam campuran beton biasanya berukuran lebih kecil dari 40 mm. Agregat yang ukurannya lebih besar dari 40 mm digunakan untuk pekerjaan sipil lainnya, misalnya untuk pekerjaan jalan, tanggul-tanggul penahan tanah, bronjong atau bendungan dan lainnya. Agregat halus biasanya dinamakan pasir dan agregat kasar dinamakan kerikil, kricak, batu pecah atau split. Agregat biasanya menempati 75% dari isi total beton, maka sifat-sifat dari agregat ini mempunyai pengaruh yang besar perilaku dari beton yang sudah mengeras. Sifat agregat bukan hanya mempengaruhi sifat beton, akan tetapi juga mempengruhi ketahanan (durability, daya tahan kemunduran mutu akibat siklus dari pembekuan pencairan). Agregat lebih murah dari pada semen, maka logis mempergunakannya dengan persentase yang setinggi mungkin. Agregat di bagi menjadi dua bagian yaitu : 1. Agregat halus (pasir alami dan buatan) 2. Agregat kasar (kerikil, batu pecah, atau pecahan – pecahan dari Bkast furnace) Agregat dapat diperoleh dari proses pelapukan dan abrasi atau pemecahan massa batuan induk yang lebih besar. Oleh karena itu, sifat agregat tergantung dari

sifat batuan induk. Sifat-sifat tersebut diantaranya, komposisi kimia dan mineral, klasifikasi petrografik, berat jenis, kekerasan (hardness), kekuatan, stabilitas fisika dan kimia, struktur pori, warna dan lain-lain. Namun, ada juga sifat agregat yang tidak bergantung dari sifat batuan induk, yaitu ukuran dan bentuk partikel, tekstur dan absorbsi permukaan. Kekuatan agregat dapat bervariasi dalam batas yang besar. Butir-butir agregat dapat bersifat kurang kuat karena dua hal: 1. Karena terhindar dari bahan yang lemah atau terdiri dari partikel yang kuat tetapi tidak baik dalam hal pengikatan. 2. Porositas yang besar, porositas yang besar mempengaruhi keuletan yang menentukan ketahanan terhadap beban kejut. Kekerasan atau kekuatan butir-butir agregat tergantung dari bahannya dan tidak dipengaruhi oleh lkatan antara butir satu dengan lainnya. Agregat yang lebih kuat biasanya mempunyai modulus elastisitas (sifat dalam pengujian beban uniaxial) yang lebih tinggi. Butir-butir yang lemah (lebih rendah dari pasta semen) tidak dapat menghasilkan kekuatan beton yang dapat diandalkan. Kekerasan sedang mungkin justru lebih menguntungkan, karena dapat mengurangi konsentrasi tegangan yang terjadi, atau pembasahan dan pengeringan, atau pemanasan dan pendinginan dan dengan demikian membantu mengurangi kemungkinan terjadinya retakan dalam beton. Butiran yang lemah dan lunak perlu dibatasi nilai minimumnya jika ketahan terhadap abrasi yang kuat diperlukan. Modulus elastisitas agregat juga penting diketahui karena memberikan konstribusi dalam modulus elastisitas beton.

2.2.2.1 Agregat Halus Agregat halus adalah pengisi yang berupa pasir, agregat yang terdiri dari butirbutir yang tajam dan keras. Butir-butir agregat halus harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh-pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan. (Istimawan Dipohusodo,l999) Pasir umumnya terdapat disungai-sungai yang besar. Akan tetapi sebaiknya pasir yang digunakan untuk bahan-bahan bangunan dipilih yang memenuhi syarat. Syaratsyarat untuk pasir adalah sebagai berikut: 1. Butir-butir pasir harus berukuran antara (0,l5 mm dan 5 mm).

2. Harus keras, berbentuk tajam, dan tidak mudah hancur dengan pengaruh perubahan cuaca atau iklim. 3. Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% (persentase berat dalam keadan kering). 4. Bila mengandung lumpur lebih dari 5% maka pasirnya harus dicuci. 5. Tidak boleh mengandung bahan organik, garam, minyak, dan sebagainya.

Pasir untuk pembuatan adukan harus memenuhi persyaratan diatas, selain pasir alam (dari sungai atau galian dalam tanah) terdapat pula pasir buatan yang dihasilkan dari batu yang dihaluskan dengan mesin pemecah batu, dari terak dapur tinggi yang dipecah-pecah dengan suatu proses. (Daryanto, 1994)

Spesifikasi dari Agregat halus Agregat halus yang akan digunakan harus memenuhi spesifikasi yang telah ditetapkan oleh ASTM. Jika seluruh spesifikasi yang ada telah terpenuhi maka barulah dapat dikatakan agregat tersebut bermutu baik. Adapun spesifikasi tersebut adalah : •

Susunan Butiran ( Gradasi ) Analisa saringan akan memperlihatkan jenis dari agregat halus tersebut. Melalui analisa saringan maka akan diperoleh angka Fine Modulus. Melalui Fine Modulus ini dapat digolongkan 3 jenis pasir yaitu :  Pasir Kasar

: 2.9 < FM < 3.2

 Pasir Sedang

: 2.6 < FM < 2.9

 Pasir Halus

: 2.2 < FM < 2.6

Selain itu ada juga batasan gradasi untuk agregat halus, sesuai dengan ASTM C 33 – 74 a. Batasan tersebut dapat dilihat pada tabel berikut ini : Tabel 2.2. Batasan Gradasi untuk Agregat Halus Ukuran Saringan ASTM

Persentase berat yang lolos pada tiap saringan

9.5 mm (3/8 in)

100

4.76 mm (No. 4)

95 – 100

2.36 mm ( No.8)

80 – 100

•

1.19 mm (No.16)

50 – 85

0.595 mm ( No.30 )

25 – 60

0.300 mm (No.50)

10 – 30

0.150 mm (No.100)

2 - 10

Kadar Lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 75 mikron ( ayakan no.200 ), tidak boleh melebihi 5 % ( ternadap berat kering ). Apabila kadar Lumpur melampaui 5 % maka agragat harus dicuci.

•

Kadar Liat tidak boleh melebihi 1 % ( terhadap berat kering )

•

Agregat halus harus bebas dari pengotoran zat organic yang akan merugikan beton, atau kadar organic jika diuji di laboratorium tidak menghasilkan warna yang lebih tua dari standart percobaan Abrams – Harder.

•

Agregat halus yang digunakan untuk pembuatan beton dan akan mengalami basah dan lembab terus menerus atau yang berhubungan dengan tanah basah, tidak boleh mengandung bahan yang bersifat reaktif terhadap alkali dalam semen, yang jumlahnya cukup dapat menimbulkan pemuaian yang berlebihan di dalam mortar atau beton dengan semen kadar alkalinya tidak lebih dari 0,60% atau dengan penambahan yang bahannya dapat mencegah pemuaian.

•

Sifat kekal ( keawetan ) diuji dengan larutan garam sulfat :  Jika dipakai Natrium – Sulfat, bagian yang hancur maksimum 10 %.  Jika dipakai Magnesium-Sulfat, bagiam yang hancur maksimum 15%.

•

Berat Jenis dan Absorbsi Pemeriksaan ini untuk menetukan berat jenis (specific grafity) dan penyerapan air (absorbsi) pasir. Berat jenis SSD merupakan perbandingan antara berat pasir dalam keadaan SSD dengan volume pasir dalam keadaan SSD. Keadaan SSD (Saturated Surface Dry) dimana permukaan pasir jenuh dengan uap air sedangkan dalamnya kering, keadaan pasir kering dimana pori-pori pasir berisikan udara tanpa air dengan kandungan air sama dengan nol, sedangkan keadaan semu dimana pasir basah total dengan pori-pori penuh air. Absorbsi atau penyerapan air adalah persentase dari berat pasir yang hilang terhadap berat pasir kering dimana absorbsi terjadi dari keadaan SSD sampai kering.

Hasil pengujian harus memenuhi : Berat jenis kering < berat jenis SSD < berat jenis semu.

Berat Jenis Kering

=

Berat Jenis SSD

=

Berat Jenis Semu

=

Absorbsi

=

A B + 500 − C 500 B + 500 − C A B+ A−C 500 − A A

Dimana: A = berat pasir dalam keadaan kering (gr) B = berat piknometer berisi air (gr) C = berat piknometer berisi air dan pasir (gr) •

Berat Isi Pasir Untuk menentukan berat isi (unit weight) pasir dalam keadaan padat dan longgar. Dalam hal ini perlu diketahui bahwa Berat Isi dengan cara longgar harus >1125Kg/m3, dan cara rojok harus >1250Kg/m3. Dari hasil pemeriksaan akan diketahui bahwa berat isi pasir dengan cara merojok lebih besar daripada berat isi pasir dengan cara menyiram, hal ini berarti bahwa pasir akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan mengetahui berat isi pasir maka kita dapat mengetahui berat pasir dengan hanya mengetahui volumenya saja. Dengan cara yang sama pada permeriksaan Berat Isi pasir maka diperoleh berat isi dari Strapping band.

Agregat yang digunakan untuk pembuatan beton ringan ini adalah pasir yang lolos ayakan (Standard ASTM E 11-70) yang diameternya lebih kecil 5mm. Adapun kegunaan pasir ini adalah untuk mencegah keretakan pada beton apabila sudah mengering. Karena dengan adanya pasir akan mengurangi penyusutan yang terjadi mulai dari percetakan hingga pengeringan. Pasir ini memang sangat penting dalam pembuatan beton ringan, tapi apabila kadarnya terlalu besar akan mengakibatkan

kerapuhan jika sudah mengering. Ini disebabkan daya rekat antara partikel-partikel berkurang dengan adanya pasir dalam jumlah yang besar, sebab pasir tersebut tidak bersifat merekat akan tetapi hanya sebagai pengisi (Filler). Pasir yang baik digunakan untuk pembuatan beton ringan berasal dari sungai dan untuk pasir dari laut harus dihindarkan karena dapat mengakibatkan perkaratan dan masih mengandung tanah lempung yang dapat membuat beton menjadi retak-retak.

2.2.2.2 Agregat kasar Yang dimaksud dengan agregat kasar adalah agregat yang berukuran lebih besar dari 5 mm, sifat yang paling penting dari suatu agregat kasar adalah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia. Serta ketahanan terhadap penyusutan. Jenis agregat kasar secara umum adalah sebagai berikut : 1. Batu pecah alami : Bahan ini diperoleh dari cadas atau batu pecah alami yang digali, yang berasal dari gunung merapi. 2. Kerikil alami : kerikil didapat dari proses alami, yaitu dari pengikisan tepi maupun dasar sungai oleh air sungai yang mengalir. 3. Agregat kasar buatan : terutama berupa slag atau shale yang biasa digunakan untuk beton berbobot ringan. Biasanya hasil dari proses lain seperti dari blast -furnace dan lain-lain. 4. Agregat untuk pelindung nuklir dan berbobot berat : dengan adanya tuntutan yang spesifik pada zaman atom yang sekarang ini, juga untuk pelindung dari radaisi nuklir sebagai akibat banyaknya pembangkit atom an stasiun tenga nuklir, maka perlu ada beton yang melindungi dari sinar X, sinar gamma, dan neutron. Pada beton demikian syarat ekonomis maupun syarat kemudahan pengerjaan tidak begitu menentukan. Agregat yang diklasifikasikan disini misalnya baja pecah, barit, magnatit, dan limonit.

Agregat kasar yang digunakan pada campuran beton harus memenuhi persyaratanpersyaratan sebagai berikut :

1. Susunan butiran (gradasi) Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri dari butiran yang beragam besarnya, sehingga dapat mengisi rongga-rongga akibat ukuran yang besar, sehingga akan mengurangi penggunaan semen atau penggunaan semen yang minimal. Agregat kasar harus mempunyai susunan butiran dalam batas-batas seperti yang terlihat pada tabel 3.2. Tabel 2.3 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar (ASTM, 1991) Ukuran Lubang Ayakan

Persentase Lolos Kumulatif

(mm)

(%)

38,10

95 - 100

19,10

35 - 70

9,52

10 - 30

4,75

0-5

2. Agregat kasar yang digunakan untuk pembuatan beton dan akan mengalami basah dan lembab terus menerus atau yang akan berhubungan dengan tanah basah, tidak boleh mengandung bahan yang reaktif terhadap alkali dalam semen, yang jumlahnya cukup dapat menimbulkan pemuaian yang berklebihan di dalam mortar atau beton. Agregat yang reaktif terhadap alkali dapat dipakai untuk pembuatan beton dengan semen yang kadar alkalinya tidak lebih dari 0,06% atau dengan penambahan bahan yang dapat mencegah terjadinya pemuaian. 3. Agregat kasar harus terdiri dari butiran-butiran yang keras dan tidak berpori atau tidak akan pecah atau hancur oleh pengaruk cuaca seperti terik matahari atau hujan. 4. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 75 mikron (ayakan no.200), tidak boleh melebihi 1% (terhadap berat kering). Apabila kadar lumpur melebihi 1% maka agregat harus dicuci. 5. Kekerasan butiran agregat diperiksa dengan bejana Rudellof dengan beban penguji 20 ton dimana harus dipenuhi syarat berikut: 

Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5 - 19,1 mm lebih dari 24% berat.



Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 19,1 - 30 mm lebih dari 22% berat.

6. Kekerasan butiran agregat kasar jika diperiksa dengan mesin Los Angeles dimana tingkat kehilangan berat lebih kecil dari 50%. 7. Berat Jenis dan Absorbsi Kerikil Berat jenis SSD merupakan perbandingan antara berat batu pecah dalam keadaan SSD dengan volume batu pecah dalam keadaan SSD. Keadaan SSD (Saturated Surface Dry) dimana permukaan batu pecah jenuh dengan uap air, keadaan batu pecah kering dimana pori batu pecah berisikan udara tanpa air dengan kandungan air sama dengan nol, sedangkan keadaan semu dimana pasir basah total dengan pori penuh air. Absorbsi atau penyerapan air adalah persentase dari berat batu pecah yang hilang terhadap berat batu pecah kering, dimana absorbsi terjadi dari keadaan SSD sampai kering. Hasil pengujian harus memenuhi : Berat jenis kering < berat jenis SSD < berat jenis semu.

=

Berat Jenis Kering Berat Jenis SSD =

A B−C

B B−C

Berat Jenis Semu

=

Absorbsi

=

A A−C B−A A

Dimana: A = berat kerikil dalam keadaan kering (gr) B = berat agregat dalam SSD (gr) C = berat agregat dalam air (gr)

2.2.3 Air Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang penting. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta sebagai bahan pelumas antar butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Kandungan air yang rendah menyebabkan beton sulit dikerjakan (tidak mudah mengalir), dan kandungan air yang tinggi menyebabkan kekuatan beton akan rendah serta betonnya porous. Selain itu

kelebihan air akan bersama-sama dengan semen bergerak kepermukaan dukan beton segar yang baru dituang (bleeding), kemudian menjadi buih dan membentuk lapisan tipis yang dikenal dengan laitance (selaput tipis). Selaput tipis ini akan mengurangi daya lekat antara lapisan beton dan merupakan bidang sambung yang lemah. Apabila ada kebocoran cetakan, air bersama-sama semen juga dapat keluar, sehingga terjadilah sarang-sarang kerikil. Air di dalam campuran beton berfungsi untuk menghidrasi semen dan sangat menentukan workability dari pekerjaan semen. Kental atau encernya campuran ditentukan oleh banyaknya air yang terdapat dalam beton yang baru diaduk. Kandungan air dalam beton segar harus sesuai dengan yang ditetapkan dalam mix design dan kondisi lapangan sewaktu pembuatan beton. Kadar air yang tinggi akan menyebabkan beton menjadi encer sedangkan kadar air yang rendah akan menyebabkan daya rekat campuran beton berkurang. Air sangat diperlukan dalam pembuatan beton, beton tidak akan terbentuk tanpa adanya air sebagai campurannya. karena semen tidak akan bereaksi dan menjadi pasta apabila tidak ada air. Air selalu diperlukan dalam campuran beton, tidak saja untuk proses hidrasi semen, tapi juga mengubah semen menjadi pasta sehingga beton menjadi lecak dan mudah dikerjakan terutama pada saat penuangan beton dalam cetakan. Air digunakan untuk melunakkan campuran agar bersifat plastis pada saat pembuatan beton ringan. Air yang digunakan adalah air yang baik terhindar dari asam dan limbah. Air minum yang di kota relatif bebas dari bahan-bahan kimia atau bahan-bahan lainnya yang dapat merugikan beton ringan. Namun tidak demikian semua air yang dapat diminum itu baik digunakan untuk dipakai campuran beton ringan. Di beberapa daerah tertentu air minum mengandung banyak unsur-unsur kimia. Sebagai contoh air yang mengandung sedikit gula dan nitrat dapat digunakan untuk air minum. Demikian juga halnya, air hujan yang turun banyak mengandung gas-gas serta uap dari udara, karena udara terdiri dari komponen-komponen utama yaitu zat asam, oksigen, nitrogen, dan karbondioksida. Jadi air harus dipilih agar tidak mengandung kotoran-kotoran yang dapat mempengaruhi mutu dari beton ringan. Selain dari jumlah air, kualitas air juga harus dipertahankan. Karena kotoran yang ada di dalamnya dapat menyebabkan kekuatan beton dan daya tahannya

berkurang. Pengaruh pada beton diantaranya pada lamanya waktu ikatan awal adukan beton serta kekuatan betonnya setelah mengeras. Air memiliki beberapa pengaruh terhadap kekuatan beton antara lain : 1. Air merupakan media pencampuran pada pembuatan pasta 2. Kekuatan dari pasta pengerasan semen ditentukan oleh perbandingan berat antara air dan faktor semen 3. Kandungan air yang tinggi menghalangi proses pengikatan, dan kandungan air yang rendah reaksi tidak selesai. Kandungan air yang tinggi dapat mengakibatkan •

Mudah mengerjakannya

•

Kekuatan rendah

•

Beton dapat menjadi berporos

Air yang digunakan untuk campuran beton harus memenuhi syarat – syarat sebagai berikut : 1. Air tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, bahan padat, sulfat, klorida, dan bahan lainnya yang dapat merusak beton, sebaiknya digunakan air yang dapat diminum 2. Air yang keruh sebelum digunakan diendapkan selama minimal 24 jam atau jika dapt dissaing terlebih dahulu. Tabel. 2.4 Batas dan izin air untuk campuran beton. Komposisi

Batas yang di izinkan

pH

4,0 – 8.5

Bahan padat

2000 ppm

Bahan terlarut

2000 ppm

Bahan organik

2000 ppm

Minyak

2% berat semen

Sulfat (SO3)

10000 ppm

Chlor (Cl)

10000 ppm

2.3. BETON FIBER

Salah satu bahan tambah beton ialah serat (fibre). Beton yang diberi bahan tambah serat disebut beton serat (fibre reinforced concrete). Karena ditambah serat, maka menjadi suatu bahan komposit yaitu beton dan serat. Serat dapat berupa asbestos, gelas / kaca, plastik, baja atau serat tumbuh-tumbuhan seperti rami, ijuk.

Menurut Tjokrodimulyo maksud utama penambahan serat kedalam beton adalah untuk menambah kuat tarik beton, mengingat kuat tarik beton sangat rendah. Kuat tarik yang sangat rendah berakibat beton mudah retak, yang pada akhirnya mengurangi keawetan beton. Dengan adanya serat, ternyata beton menjadi lebih tahan retak. Perlu diperhatikan bahwa pemberian serat tidak banyak menambah kuat tekan beton, namun hanya menambah daktilitas.

Dalam pemakainnya, hal yang menjadi pembatas adalah masalah ketersediaan, karena sampai saat ini ketersediaan serat polypropylene belum ada di produksi di Indonesia. Namun demikian karena kebutuhan, maka beton serat sudah sering dipakai pada : •

lapisan perkerasan jalan dan lapangan udara, untuk mengurangi retak dan mengurangi ketebalannya

•

spillway pada dam untuk mengurangi kerusakan akibat adanya cavitasi

• Penggunaan serat pada adukan beton pada intinya memberikan pengaruh yang baik yaitu dapat memperbaiki sifat beton antara lain dapat meningkatkan daktilitas dan kuat lentur beton. Retak-retak yang membawa keruntuhan pada struktur beton biasanya dimulai dari retak rambut (micro crack).

Struktur sipil terbuat dari baja beton bertulang biasanya menderita dari korosi dari baja dengan garam, yang menghasilkan kegagalan dari struktur. Pemeliharaan dan perbaikan yang konstan diperlukan untuk meningkatkan siklus hidup dari struktur sipil.

Ada banyak cara untuk meminimalkan kegagalan struktur beton yang terbuat dari baja memperkuat beton antara lain adalah: •

Pendekatan ini adalah untuk manambahkan ikatan serat komposit polimer ke struktur. Hal ini juga membantu untuk meningkatkan ketangguhan dan kekuatan tarik dan meningkatkan karakteristik retak dan deformasi dari komposit yang dihasilkan. Tapi ini Metode menambahkan lapisan lain, yang rentan terhadap degradasi. Seperti komposit serat polimer mengalami degradasi bila terkena laut karena permukaan terik lingkungan. Akibatnya, kekuatan ikatan perekat berkurang, yang menghasilkan laminasi de-komposit .

•

Pendekatan lain adalah untuk mengganti bar di baja dengan serat untuk menghasilkan serat beton bertulang dan ini disebut sebagai FRC. Seratbeton bertulang (FRC) adalah beton yang mengandung bahan berserat yang meningkatkan integritas struktural. Pada dasarnya metode ini memperkuat beton secara substansial mengubah sifat-sifat dari matriks non- reinforced semen berbasis yang rapuh di alam, memiliki kekuatan tarik sedikit dibandingkan dengan kuat tekannya. Alasan utama untuk memasukkan serat ke dalam matriks semen adalah untuk meningkatkan ketangguhan dan kekuatan tarik, dan meningkatkan karakteristik deformasi retak dari komposit yang dihasilkan Hanya sedikit dari ratusan kemungkinan jenis serat telah ditemukan yang cocok untuk aplikasi komersial salah satunya mengunankan serat polypropylene.

Yang

dibahas dalam tugas akhir ini berkaitan khusus dengan beton diperkuat dengan 'serat polypropylene'. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengeksplorasi sifat dari serat polypropylene dalam meningkatkan kuat tarik

dan

meningkatkan

karakteristik

deformasi

retak

.

Ini mengandung serat diskrit pendek yang merata dan berorientasi secara acak. Serat termasuk serat baja, serat kaca, serat sintetis dan serat alami.

Dalam serat-serat yang berbeda yang karakter diperkuat serat beton

dengan beton perubahan yang bervariasi, bahan serat, geometri, distribusi, orientasi dan kepadatan.

Gambar. 2.8. Grafik Perbandingan Kuat Tarik Dan Deformasi

2.3.1 STRAPPING BAND / Polypropylene Polipropylene (PP) adalah sebuah polimer termo-plastik yang dibuat oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya pengemasan, tekstil (contohnya tali, pakaian dalam termal, dan karpet), alat tulis, berbagai tipe wadah terpakaikan ulang serta bagian plastik, perlengkapan labolatorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang kertas polimer. Propylene adalah hidrokarbon tak

jenuh,

mengandung

karbon

dan

hidrogen

hanya

atom:

Ada banyak cara polimerisasi dari monomer unit, namun PP sebagai bahan komersial yang digunakan dalam bentuk yang paling banyak digunakan adalah katalis yang diproduksi dengan menghasilkan rantai crystallizable polimer. Dengan Ziegler-Natta atau metalosena katalis, yang reaksi polimerisasi stereo-spesifik. Propylene molekul

menambah rantai polimer hanya dalam orientasi tertentu, tergantung pada kimia dan struktur kristal katalis, dan reguler, mengulangi tiga-dimensi struktur diproduksi dalam polimer rantai. Propylene molekul ditambahkan ke rantai polimer utamanya, meningkatkan rantai panjang, dan tidak salah satu kelompok metil terikat pada atom karbon

yang

bergantian

Sebuah

struktur

khas

disebut

rantai

sebagai

polipropilena

kelompok ditunjukkan

metil di

liontin.

bawah

ini,

Polypropylene adalah salah satu kelas yang paling cepat berkembang termoplastik komoditas, dengan pangsa pasar pertumbuhan 6-7% per tahun dan volume polypropylene yang diproduksi dilampaui hanya dengan polietilen dan polyvinyl chloride. Biaya moderat dan sifat yang menguntungkan dari polypropylene berkontribusi

terhadap

tingkat

pertumbuhan

yang

kuat.

Polipropilena

adalah salah satu yang paling ringan dari semua termoplastik (0,9 g / cc). Alasan untuk popularitas serat polypropylene adalah karena fleksibilitas dari materim, memiliki kombinasi sifat, lebih murah dibandingkan bahan lainnya yang termasuk dalam keluarga poliolefin dan dapat diproduksi dengan menggunakan berbagai teknik. Imbalan ini berasal dari sifat dan struktur dari polipropilena . Banyak bentuk dari polypropylene komersial yang tersedia. Salah satu bentuk PP adalah semi-kristal padat dengan sifat fisik dan mekanik dan termal yang baik. Lain bentuk PP, diproduksi dalam volume yang lebih rendah sebagai produk sampingan dari semi-kristal PP produksi dan memiliki sifat mekanik dan termal sangat miskin. Crystallizable yang bentuk PP disebut sebagai "isotaktik" PP dan bentuk noncrystallizable disebut sebagai "Ataktik" PP . Dalam polypropylene "isotaktik", bentuk komersial yang paling umum, metil liontin semua kelompok dalam konfigurasi yang sama dan berada di sisi yang sama dari rantai polimer.

Pengaturan teratur dan berulang dari kelompok metil memberikan liontin PP yang tinggi derajat kristalinitas. Dalam PP "ataktik", liontin kelompok metil memiliki orientasi acak sehubungan dengan tulang punggung polimer. Ada bentuk lain disebut "sindiotaktis" polypropylene yang sekarang diproduksi menggunakan katalis metalosena. Dalam hal ini jenis PP, liontin kelompok metil berada di sisi berlawanan dari tulang punggung polimer. Jumlah isotaktik, ataktik dan segmen sindiotaktis dalam formulasi ditentukan oleh katalis yang digunakan dan kondisi polimerisasi . Pengolahan lelehnya polypropylene bisa dicapai melalui ekstrusi dan pencetakan. Metode ekstrusi (peleleran) yang umum menyertakan produksi serat pintal ikat (spun bond) dan tiup (hembus) leleh untuk membentuk gulungan yang panjang buat nantinya diubah menjadi beragam produk yang berguna seperti masker muka, penyaring, popok dan lap. Teknik pembentukan yang paling umum adalah pencetakan suntik, yang digunakan untuk berbagai bagian seperti cangkir, alat pemotong, botol kecil, topi, wadah, perabotan, dan suku cadang otomotif seperti baterai. Teknik pencetakan tiup dan injection-stretch blow molding juga digunakan, yang melibatkan ekstrusi dan pencetakan. Ada banyak penerapan penggunaan akhir untuk PP karena dalam proses pembuatannya bisa di-tailor grade dengan aditif serta sifat molekul yang spesifik. Sebagai misal, berbagai aditif antistatik bisa ditambahkan untuk memperkuat resistensi permukaan PP terhadap debu dan pasir. Kebanyakan teknik penyelesaikan fisik, seperti pemesinan, bisa pula digunakan pada PP. Perawatan permukaan bisa diterapkan ke berbagai bagian PP untuk meningkatkan adhesi (rekatan) cat dan tinta cetak. Karakteristik polypropylene sebagai berikut : a. Nama lain

: Polipropilena; Polipropena; Polipropena 25 [USAN]; Polimer propena; homopolimer 1-Propena

b. Berat jenis

: 0.96 gr/cm3

c. Densitas

: 0.855 g/cm3, tak berbentuk 0.946 g/cm3, kristalin

d. Titik leleh

: ~160 °C (320 °F)

Karena polypropylene kebal dari lelah, kebanyakan living hinge (engsel fleksibel tipis yang terbuat dari plastik yang menghubungkan dua bagian dari plastik yang kaku), seperti yang ada di botol dengan tutup flip top, dibuat dari bahan ini. Lembar polypropylene yang sangat tipis dipakai sebagai dielektrik dalam pulsa berdaya tinggi tertentu serta kondensator frekuensi radio yang kehilangan frekuensinya rendah. Kebanyakan barang dari plastik untuk keperluan medis atau labolatorium bisa dibuat dari polypropylene karena mampu menahan panas di dalam autoklaf. Sifat tahan panas ini menyebabkannya digunakan sebagai bahan untuk membuat ketel (ceret) tingkat-konsumen. Wadah penyimpan makan yang terbuat darinya takkan meleleh di dalam mesin cuci piring dan selama proses pengisian panas industri berlangsung. Untuk alasan inilah, sebagian besar tong plastik untuk produk susu perahan terbuat dari polypropylene yang ditutupi dengan foil aluminium (keduanya merupakan bahan tahan-panas). Sesusai produk didinginkan, tabung sering diberi tutup yang terbuat dari bahan yang kurang tahan panas, seperti polietylene berdensitas rendah (LDPE) atau polistirena. Wadah seperti ini merupakan contoh yang bagus mengenai perbedaan modulus, karena tampak jelas beda kekenyalan LDPE (lebih lunak, lebih mudah dilenturkan) dengan PP yang tebalnya sama. Jadi wadah penyimpan makanan dari polypropiylene sering memiliki tutup yang terbuat dari LDPE yang lebih fleksible agar bisa tertutup rapat-rapat. polypropylene juga bisa dibuat menjadi botol sekali pakai untuk menyimpan produk konsumen berbentuk cairan atau tepung, meski HDPE dan polypropylene yang umum dipakai untuk membuat botol semacam itu. Ember plastik, baterai mobil, kontainer penyejuk, piring, dan kendi sering terbuat dari polypropylene atau HDPE, keduanya memiliki penampilan, rasa, serta sifat yang hampir sama pada suhu ambien. Polypropylene merupakan sebuah polimer utama dalam barang-barang tak tertenun. Sekitar 50% digunakan dalam popok atau berbagai produk sanitasi yang

dipakai untuk menyerap air (hidrofil), bukan yang secara alami menolak air (hidrofobik). Penggunaan tak tertenun lainnya yang menarik adalah saringan udara, gas, dan cair dimana serat bisa dibentuk menjadi lembaran atau jaring yang bisa dilipat untuk membentuk kartrij atau lapisan yang menyaring dalam batas-batas 0,5 sampai 30 mikron. Aplikasi ini bisa ditemukan di dalam rumah sebagai saringan air atau saringan tipe pengondisian udara. Wilayah permukaan tinggi serta polypropylene hidrofobik alami yang tak tertenun merupakan penyerap tumpahan minyak yang ideal dengan perintang apung yang biasanya diletakkan di dekat tumpahan minyak di sungai. Polypropylene juga umum digunakan sebagai polypropylene berorientasi dwisumbu atau Biaxially Oriented Polypropylene (BOPP). Lembaran BOPP ini digunakan untuk membuat berbagai macam bahan seperti clear bag (tas yang transparan). Saat polypropylene berorientasi dwisumbu, ia menjadi sejernih kristal dan berfungsi sebagai bahan pengemasan untuk berbagai produk artistik serta eceran. Polypropylene yang berwarna-warni banyak dipakai dalam pembuatan permadani dan tatakan untuk digunakan di rumah. Militer AS pernah menggunakan polypropylene untuk membuat lapisan dasar cuaca dingin seperti kaos lengan panjang atau celana dalam yang panjang. (Saat ini, poliester menggantikan polypropylene dalam berbagai aplikasi di militer AS. Kaos dari polypropylene tidak mudah terbakar, tapi bisa meleleh yang berakibat pada bekas terbakar pada bagian baju yang terkena apapun jenis ledakan atau api. Polypropylene digunakan pula sebagai pengganti polivinil klorida (PVC) sebagai insulasi untuk kabel listrik LSZH (Low Smoke Zero Halogen) dalam lingkungan

ventilasi-rendah,

terutama

sekali

terowongan.

Ini

karena

PP

mengeluarkan sedikit asap serta halogen yang tak bertoksik, yang akan menghasilkan asam dalam kondisi suhu tinggi. Polypropylene juga dipakai dalam membran atap sebagai lapisan paling atas kebal airnya sistem kayu lapis tunggal yang bertentangan dengan sistem bit termodifikasi.

Penggunaan medis dari PP yang paling umum adalah sebagai bahan pembuat benang jahit untuk operasi yang diberi nama Prolene, yang dibuat oleh Ethicon Inc. Polypropylene sangat umum digunakan untuk pencetakan plastik dimana ia disuntikkan ke dalam cetakan dalam keadaan meleleh, membentuk berbagai bentuk yang kompleks pada volume yang tinggi dan biaya yang relatif rendah. Hasilnya bisa berupa tutup botol, botol, dan lain-lain. Polypropylene yang diproduksi dalam bentuk lembaran telah digunakan secara meluas untuk produksi stationary folder, pengemasan, dan kotak penyimpanan. Warna yang beragam, durabilitas, serta sifat resistensi PP terhadap debu membuatnya ideal sebagai sampul pelindung untuk kertas serta berbagai bahan yang lain. Karakteristik tadi juga membuat PP digunakan dalam stiker kubus Rubik. Polypropylene telah digunakan dalam operasi memperbaiki hernia untuk melindungi tubuh dari hernia baru di lokasi yang sama. Tambalan kecil dari PP yang diletakkan di lokasi hernia, di bawah kulit, tidak menyebabkan rasa saki dan jarang ditolak oleh tubuh.

2.3.2. SERAT POLYPROPYLENE

Fiber polypropylene telah direkomendasikan untuk beton di tahun 1965 oleh Goldfein, untuk kontruksi gedung tahan goncangan termasuk kepada Persatuan Insinyur Amerika. Persatuan ini bertugas menggolongkan dari bermacam-macam fiber alami dan buatan didalam mortar dan semen, dan publikasi memberikan dorongan untuk percobaan mula-mula pada serat film polyproplene pada beton oleh Shell Internasional Chemical Co. Ltd yang memberikan nama beton tersebut. Prinsip-prinsip dari pengerjaan awal telah digambarkan oleh Zensveld. Benang polypropylene murah, dan tersedia berlimpah seperti serat buatan manusia, pada kualitas yang tidak berubah sehingga beberapa masalah produksi dan komersial akan terjadi apabila produksi ini tidak potensial didalam produk beton. Berbagai macam beton serat yang mampu memperbaiki sifat-sifat beton oleh ACI Committee 544

tahun 1982, dan Soroushian & Bayasi (1987) adalah: baja, plastik (polypropylene), kaca dan karbon.

Pengembangan polypropylene dalam bentuk baru yang kuat, bentuk Isotactic, dan komersial produksi di tahun 1960-an, menawarkan pada industri tekstil dimana polymer yang murah dan potensial dan mampu diubah menjadi serat tekstil yang berguna. Serat polypropylene kemudian menjadi tersedia dalam 2 bentuk monofilamen (pintal), dan serat film. Pemisahan dengan pemintalan polymer sintetik sampai menjadi serat telah menjadi metode yang konvensional. Untuk rayon dan nylon teknik ini juga digunakan untuk memproduksi serat polypropylene yang berbentuk bundar pada persimpangan dan digunakan pada tenun dan karpet.

Proses terbaru dari pemisahan film lebih ekonomis dan terutama untuk melengkapi proses isotactic polypropylene. Pemisahan disesuaikan dengan pengecapan untuk memproduksi bentuk pipa atau bentuk film yang pipih kemudian dibelah menjadi pita, dan direnggangkan secara monoaksial. “Rasio Gambar” adalah pengukuran pertambahan pengukuran panjang yang dilakukan selama proses pembuatan, dan ratio gambar sekitar 8 are, umum untuk film polypropylene. Hasil pedoman molekuler dari perenggangan dan penyebab dari kuat tarik tinggi.

Berdasar pada Spencer Smith, gambar struktur polypropylene film, dapat digambarkan dengan satu model dimana polymer itu sendiri adalah material komposit yang berisi Amorphus Non Crystalline. Matrik diperkuat dengan bentuk mikro-fibril dari perubahan bentuk dari kristal kecil (Spherulites) selama pembentukan secara panas. Struktur yang sama juga muncul seperti pada linen, katun dan wool. Model film polypropylene ini identik dengan serat komposit yang diperkuat.

Penelitian metode penggambaran polyolefins dengan meningkatkan pedoman dan kristalisasi dapat memandu secara baik pada produksi film polypropylene dengan modulus elastisitas yang lebih besar dari pada produk yang ada di pasaran.

Dengan produksi film yang mempunyai sifat-sifat yang cukup memadai, penggunaan produk ini dalam beton sangat mungkin dengan berbentuk serabut yang mana merupakan generasi pembelahan memanjang dan dapat dikontrol dengan menggunakan sistem desain secara cermat dengan aturan perenggangan serat. Serat yang digambarkan pada Gambar.1 telah dibelah dengan teraan ( ukuran), hasil yang tidak sama akan terbentuk film. Gambar.2 menunjukkan bentuk sederhana (seragam) pada serat. Serabut film dipisahkan hingga berbentuk serat yang telah dikembangkan untuk penggunaan tali, tetapi terbukti berguna didalam beton.

Tipe dari serat digolongkan berdasar panjang dalam meter/kilogram, atau dengan tujuan penggunaan, berat dalam gram 9.000 m benang, untuk benang pintal mainan 6.000 sekitar 1.500m/kg. Serat disuplay dengan bentang pemangkasan pada sisinya, atau dibentuk dengan buatan pabrik, biasanya panjangnya antara 25-75 mm. Pembelian serta dengan pemotongan pada panjang yang diperlukan pada pekerjaan pre-cast dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam penyimpanan. Spool juga memudahkan dalam transportasi dan permintaan yang sedikit. Serabut yang rata juga dapat dibuka untuk membentuk jaringan film menerus yang mungkin diliputi dengan mortar untuk membentuk helai komposit dengan kuat lentur dan ketahanan lentur yang tinggi.

Polipropilena secara luas digunakan dalam produksi serat, untuk digunakan dalam karpet, tali dan benang, mobil interior, tekstil dan dalam aplikasi lain . Produksi polypropylene di AS selama 1994 mencapai £ 2688000000. untuk serat. Konsumsi mencapai £ 1000000000 per tahun untuk non-woven aplikasi kain dengan serat stapel produk menunjukkan sekitar £ 475.000.000 dan berputar-ikatan kain sekitar £ 400.000.000. Serat adalah salah satu aplikasi yang paling penting untuk pomopolimer polypropylene. Karena sifat meleleh yang mengalir, pembentukan serat lebih mudah bila dibandingkan dengan polimer lain. Kepadatan rendah menghasilkan hasil yang lebih tinggi dari serat per pon bahan. Chip polypropylene dapat dikonversi untuk serat / filamen oleh mencair tradisional berputar pengolahan, meskipun parameter operasi perlu diubah tergantung pada produk akhir. Berputar-

berikat dan meleleh-ditiup juga memproduksi serat sangat penting teknik untuk nonwovens. Lelehkan berputar adalah proses di mana polimer cair dipaksa melalui alat pemintal, sebuah pelat logam yang berisi sebanyak 100-200 lubang atau serat Polypropylene tersedia dalam dua bentuk yang berbeda; monofilamen dan Multifilamen. Monofilamen adalah pita dari polypropylene terdiri dari satu diekstrusi filamen yang dihasilkan oleh lelehan berputar diikuti dengan pendinginan air. Ukuran monofilamen berkisar 75-5000 denier (1 denier = berat dalam gram dari 9000 m serat). Monofilamen digunakan dalam produk-produk tenun kaku seperti tali atau benang. Tali sehingga dihasilkan memiliki ketahanan aus yang tinggi, tidak

menyerap

air,

mengapung

karena

rendah

kepadatan

dan

mereka

mempertahankan kekuatan ketika mereka basah. Serat monofilamen dicirikan oleh permukaan yang sangat reflektif dan transparan, kapasitas penyerapan terbatas, kekakuan tinggi dan tarik kekuatan yang baik . . Filamen yang lebih besar dingin lebih lambat dan pendinginan udara tidak ekonomis dan karenanya pendinginan air digunakan sebagai gantinya. Karena pendinginan cepat ini, waktu yang cukup tidak tersedia untuk pembentukan struktur kristal. Akibatnya air yang sulit dipadamkan serat dengan kekuatan tinggi. Multifilamen serat ditandai dengan fleksibilitas, ringan dan sifat hidrofobik. Serat polypropylene juga diproduksi sebagai monofilamen silinder kontinyu yang dapat cincang ke panjang tertentu atau sebagai film dan kaset yang dapat fibrillated untuk

membentuk

fibril

penampang

persegi

panjang.

Fibrillated

berarti

polypropylene film adalah celah sehingga dapat berkembang menjadi jaringan terbuka serat . 2.2.3 Sifat Serat Polypropylene.

Polypropylene berasal dari monomer C 3 H 6 merupakan hidrokarbon murni, contoh: lem parafin. Serat polypropylene terdiri dari daerah kristalin dan non-kristalin. Para spherulites dikembangkan dari inti dapat berbagai ukuran dari fraksi mikrometer untuk cm diameter. Kristal masing-masing dikelilingi oleh non-kristalin. Serat pemintalan dan gambar dapat menyebabkan orientasi daerah baik kristalin dan amorf. Jika ekstensi kurang dari 0,5%, deformasi elastis spherulite dan tidak ada

gangguan dari struktur terjadi, jika tidak spherulites sangat berorientasi pada arah gaya dan akhirnya akan dikonversi ke mikrofibril. Microfibrillar ini sangat anisotropik struktur menyebabkan sifat serat anisotropik . Serat polypropylene diproduksi dalam berbagai tipe dengan berbagai tenacities dirancang untuk memenuhi berbagai kebutuhan pasar. Serat tekstil untuk keperluan umum telah tenacities di kisaran 4,5-6,0 g / den. Benang kekuatan tinggi sampai dengan 9,0 g / den diproduksi untuk penggunaan dalam tali, jaring dan aplikasi serupa lainnya (18). Serat polypropylene yang ditandai dengan ringan, ketahanan yang baik, stabilitas termal yang baik, kekuatan tinggi, dan menguntungkan perpanjangan properti.

Berdasar pada Zonsveld bahwa bahan ini dibuat dengan polimerisasi, merupakan molekul yang berat dan proses produksi sampai menjadi serat gabungan untuk memberikan sifat-sifat yang berguna pada serat polypropylene ini: a. Susunan atom biasa dalam molekul polymer dan kristalisasi tinggi, bernama Isotactic Polypropylene b. Titik leleh yang tinggi 1650C dan mampu digunakan pada temperatur 1000C dalam waktu yang lebih singkat c. Kekakuan kimia menyebabkan bahan kuat terhadap hampir semua bahan kimia. Bahan kimia tidak akan menyerang beton dan juga tidak akan berpengaruh pada serat. Terhadap bahan kimia yang lebih ganas maka betonlah yang akan mengalami kerusakan terlebih dahulu. d. Permukaan yang Hidrophobic, tidak akan basah terkena pasta semen, membantu mencegah pukulan pada serat dan mengembang pada saat pencampuran, atau terletak pada tempat yang berbeda tidak perlu air. e. Pedoman menunjukkan kelemahan pada daerah lateral, dimana terdapat serabut. Matriks semen dapat menembus struktur rapat antara serabut sendiri dan membuat ikatan mekanik antara serat dan matriks. Sifat dari monofilamen dan serat multifilamen bervariasi. Tergantung pada diameter modulus Young dari monofilamen akan sampai 725 ksi dan untuk multifilaments fibrillated, maka akan sampai 500 ksi. Kekuatan tarik yang monofilamen akan sampai 65 ksi sedangkan multifilaments telah tarik yang kekuatan dalam kisaran 80-

110 ksi. Ketahanan kimia yang sangat baik pada suhu kamar. karena sifat hidrofobik. Ini memiliki ketahanan abrasi yang sangat baik karena permukaan kelancaran. Serat tidak bereaksi terhadap zat-zat yang dapat membentuk noda dan mereka telah baik dicuci. Pertumbuhan mikroorganisme tidak mempengaruhi mekanik sifat-sifat serat. Mereka juga menunjukkan inertness kimia yang sangat baik tetapi mereka menurunkan dari paparan UV Light.

2.3.4. Sifat Serat Polipropilena dalam Beton Bertulang.

Penggunaan serat polypropylene telah berhasil meningkatkan ketangguhan beton meskipun serat polypropylene yang ditandai dengan modulus elastisitas rendah dan ikatan physiochemical miskin dengan pasta semen, cukup jelas bahwa kemampuan lentur jauh meningkat . Sejumlah besar penelitian telah dilakukan untuk engevaluasi sifat-sifat serat beton bertulang. Data pengujian telah diklasifikasikan untuk beton bertulang dengan serat polypropylene pada persentase volume yang berkisar dari 0,1% -10,0%. Materi yang sifat beton nya diperkuat serat polypropylene yang bervariasi, sangat tergantung terhadap konsentrasi serat dan bentuk serat . Faktor utama lainnya yang melekat yang mempengaruhi sifat-sifat yang diperkuat oleh serat adalah kekuatan ikatan serat polypropylene dengan komposit semen. Efektivitas serat polypropylene sebagai penguat beton tergantung pada ikatan antara serat dan matriks. Ikatan kimia antara serat polypropylene dan pasta semen sangat kecil. Serat yang didistribusikan di seluruh matriks keseluruhan, memberikan dukungan kepada beton ke segala arah yang mungkin . Hal ini juga menjelaskan mekanisme bagaimana perpaduan antara serat dan matriks semen setelah memasukkan serat ke dalam beton. Serat Polypropylene dalam bentuk film dan kaset atau fibrillated jerat tenunan memberikan ikatan yang lebih baik dengan matriks semen dari serat monofilamen cincang . Diameter serat dan panjang juga dapat memiliki efek langsung pada posting-puncak perilaku daktilitas dari FRC.

Keuntungan dan Kerugian Fiber Reinforced Concrete. Beton yang diperkuat serat telah mulai menemukan tempatnya di dalam banyak infrastruktur aplikasi bidang

sipil di mana kebutuhan untuk memperbaiki, meningkatkan daya tahan muncul. Juga FRCS digunakan dalam struktur sipil di mana korosi dapat maksimum dihindari. Serat beton bertulang yang lebih cocok untuk meminimalkan kavitasi / kerusakan erosi dalam struktur seperti pintu air, dermaga jembatan yang memiliki kecepatan arus air yang tinggi. Ketika digunakan dalam jembatan ini membantu untuk menghindari kegagalan struktur. Juga di daerah rawan gempa penggunaan beton yang diperkuat serat pasti akan meminimalkan korban manusia. Serat polypropylene mengurangi atau meredakan kekuatan internal dengan menghalangi mikroskopis retak dari pembentukan dalam beton .

Kerugian utama yang berhubungan dengan beton yang diperkuat serat adalah fabrikasi. Proses memasukkan serat ke dalam matriks semen adalah padat karya dan lebih mahal daripada produksi dari beton polos. Keuntungan nyata yang diperoleh oleh penggunaan FRC menggantikan kerugian ini.

Sifat-sifat yang dapat diperbaiki oleh polypropylene: a. Daktilitas : berhubungan dengan kemampuan dalam menyerap energi b. Ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance) c. Kemampuan menahan tarik dan momen lentur d. Ketahanan terhadap kelelahan e. Ketahanan pengaruh susutan (Shrinkage) f. Ketahanan Aus g. Ketahanan Spalling Kelemahan: a. Mudah menyala: api akan meninggalkan beton dengan penambahan porositas yang sama, pada serat yang menjadi satu sebagai serat untuk menahan benturan. Biasanya digunakan 0,3-1,5 % volume. b. Modulus elstisitas yang rendah, berarti dengan adanya serat menurunkan ketahanan retak dari komposit. Dan hasil desakan sangat luas sebelum retak yang kompleks terjadi secara menyeluruh c.

Ikatan yang rapuh antara serat dan matriks berakibat pada kuat tarik rendah

d.

Serangan matahari dan oksigen, untuk melindungi polypropylene terhadap radiasi ultraviolet dan oksidasi pabrikasi biasanya menjadi penyetabil pada pigmen: yang mana hasil dalam serat cukup dapat diterima untuk digunakan pada atap pada bangunan-banguan militer. Sebagai tambahan, lingkungan beton dalam produksi harus dipikirkan untuk melindungi serat sebaik mungkin sehingga kelemahan dapat dihindari. Modulus Elastisitas dari serat antara 1 GN/m2 dan 8 GN/m2 tergantung dari tegangan rata dan harus lebih rendah dari rata-rata beton, 30 GN/m2. Kebanyakan material plastik lebih dari yang lainnya, menunjukkan suatu tingkat sensitivitas, peningkatan hasil pengujian kekuatan dalam peningkatan modulus dan yang lainnya mengindikasikan jumlah frekuensi modulus dinamik pada kecepatan suara, pada film polypropylene dapat mencapai 15 GN/m2 dan hasil perhitungan telah dicapai 10GN/m2. Ketergantungan rerata pada modulus untuk polypropylene mungkin dapat signifikan ketika kuat impact pada beton polypropylene dipertimbangkan dan mungkin lebih penting untuk mortar ketika modulus matriks sekitar 20 GN/m2.

3.2.4. Tipe serat Dalam penelitian ini. Tipe serat yang akan digunakan berdasarkan tipe serat pada serat kawat besi. Tipe serat kawat besi adalah sebagai dasar dalam penentuan tipe serat pada polypropelyne. Adapun tipe serat pada besi adalah sebagai berikut: 1. Tipe lurus (straight) Tipe serat ini adalah tipe serat yang lurus. 2. Tipe berkait (hooked) Tipe serat ini pada ujung nya ada kait 3. Tipe bergelombang (crimped) Tipe serat ini memiliki bentuk seperti gelombanh 4. Tipe duoform 5. Tipe paddled 6. Tipe enlarged ends 7. Dll.

Gambar 2.9. Tipe Serat Kawat Besi Tipe serat polypropelyne yang di tinjau dalam penletian ini 1. tipe polos ( seperti tipe straight pada serat kawat) tipe serat ini memili ukuran rata-rata , lebar 2 mm, panjang 4 cm 2. tipe berpola (seperti gabungan tipe hooked dan paddled pada serat kawat) tipe serat ini memili ukuran rata-rata , lebar 2 mm, panjang 6 cm

Gambar 2.10. Straping Bang Polos

Gambar 2.11. Straping Bang Berpola

2.4 Hasil Penelitian yang Pernah Dilakukan Berbagai penelitian telah melakukan pemanfaatan berbagai jenis cacahan plastik dengan jenis plastik yang berbeda yang mana cacahan plastik tersebut berfungsi sebagai serat dalam campuran beton. Penelitian yang sudah pernah dilakukan antara lain : 1. Bambang Mahendya (2008), melakukan penelitian dengan judul ”Penggunaan Limbah botol Plastik (PET) sebagai campuran beton untuk meningkatkan kapasitas tarik belah dan geser”, menunjukan bahwa dari hasil pengujian beton yang telah mengeras didapatkan hasil dengan penambahan cacahan botol plastik PET optimum sebesar 0.5% terjadi peningkatan kuat tarik belah sebesar 24,44% pada umur 7 hari, sedangkan umur 28 hari peningkatan optimum pada 0.7% yaitu sebesar 19,39%. Pada kuat geser peningkatan optimum terjadi pada 0.5% yaitu sebesar 37,19%. 2. Johanes Chandra, (2008). Melakukan penelitian dengan judul ” Pengaruh pemakaian cacahan Limbah Gelas plastik Polypropylene (PP) pada Kuat Tarik dan Kuat Lentur material beton” menunjukan bahwa dari hasil pengujian beton yang telah mengeras didapatkan hasil dengan penambahan cacahan botol plastik PP optimum sebesar 0.3% terjadi peningkatan kuat tarik belah sebesar 10,989% pada umur 7 hari, sedangkan umur 28 hari peningkatan optimum pada 0.1% yaitu sebesar 24,904%. Pada kuat Lentur peningkatan optimum terjadi pada 0.7% yaitu sebesar 17,098%. 3. Pada penelitian Bayasi dan Zeng (1993) mengenai serat polypropylene dengan konsentrasi serat 0,1 %, 0,3 % dan 0,5 % menyimpulkan bahwa dengan menambahkan serat polypropylene sebesar 0,3 % kedalam beton segar tidak mempengaruhi workability dan kandungan udara. Dengan penambahan serat polypropylene sebesar 0,5 % akan mengurangi workability dan meningkatan kandungan udara pada beton. 4. Penelitian Briggs, Bowen dan Kollek (1974) tentang beton serat yang menggunakan serat carbon didapatkan bahwa penyebaran fiber tidak akan merata jika aspec ratio fiber terlalu besar (l/d > 100) karena fiber akan menggumpal. Untuk fiber yang mempunyai aspec ratio terlalu kecil (l/d < 50) maka ikatan fiber dengan adukan beton akan jelek.

5. Naaman dan Najm (1991) meneliti beton serat yang menggunakan baja. Penelitian ini mengenai pengujian pull out serat baja dengan mortar semen. Dengan menggunakan 3 bentuk serat yang berbeda (lurus, deform dan berkait), penambahan additive seperti latex, fly ash dan microsilica. Serat-serat berkait dan deformed fibers memiliki pullout resistance lebih tinggi dibandingkan dengan serat yang rata atau lurus. Ini karena sumbangan mekanis dari serat berkait dan deformed fibers dalam hal pullout resistance bisa mencapai hingga seratus kali dari serat yang rata atau lurus.