BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 BETON

Beton merupakan fungsi dari bahan penyusunnya yang terdiri dari bahan smen hidrolik (portland cement), agregat kasar, agregat halus dan air. Jika diperlukan, bahan tambah (admixture atau additive) dapat ditambahkan untuk mengubah sifatsifat tertentu dari beton.

Perencanaan

dapat

mengembangkan

pemilihan

material

yang

layak

komposisinya sehingga diperoleh beton yang efisien, memenuhi kekuatan batas yang disyaratkan oleh perencanaan dan memenuhi persyaratan servieceability yang dapat diartikan juga sebagai pelayanan yang handal dengan memenuhi kriteria ekonomi.

Pada umumnya, beton mengandung rongga udara sekitar 1% - 2%, pasta semen (semen dan air) sekitar 25% - 40%, dan agregat (agregat halus dan agregat kasar) sekitar 60% - 75%. Untuk mendapatkan kekuatan yang baik, sifat dan karakteristik dari masing-masing bahan penyusun tersebut perlu dipelajari. (Mulyono,2004)

Struktur beton memiliki banyak keunggulan dibanding materi struktur yang lain, antara lain (Nugraha,2007). 

Ketersediaan (availability) material dasar.



Kemudahan untuk digunakan (versatility); masing-masing bahan dapat diangkut secara terpisah dan bisa dipakai untuk berbagai struktur tergantung kepada kebutuhan penggunaannya.



Kemampuan beradaptasi (adaptability); beton bersifat monolit sehingga tidak memerlukan sambungan seperti baja, dapat dicetak dengan bentuk dan ukuran berapapun serta dapat diproduksi dengan berbagai cara yang disesuaikan dengan situasi sekitar.

Universitas Sumatera Utara



Kebutuhan pemeliharaan yang minimal; ketahanan (durability) beton cukup tinggi, lebih tahan karat, dan lebih tahan terhadap bahaya kebakaran.

Disamping segala keunggulan diatas, beton sebagai struktur juga mempunyai beberapa kelemahan yang perlu dipertimbangkan (Nugraha,2007). 

Massa jenis beton sekitar 2400 kg/m3.



Kekuatan tariknya rendah, meskipun kekuatan tekannya besar.



Beton cenderung untuk retak, karena semennya hidraulis.



Kualitasnya sangat tergantung pada cara pelaksanaan di lapangan. Beton yang baik maupun yang buruk dapat terbentuk dari rumus dan campuran yang sama.



Struktur beton sulit untuk dipindahkan, pemakaian kembali (daur ulang) sulit dan tidak ekonomis.

Meskipun demikian beberapa kelemahan beton tersebut diatas dapat diatasi dengan berbagai cara, antara lain (Nugraha, 2007). 

Untuk elemen struktural; membuat beton mutu tinggi, beton pratekan, atau keduanya, sedangkan untuk elemen non-struktural dapat memakai beton ringan.



Melakukan perawatan (curing) yang baik untuk mencegah terjadinya retak, memakai beton pratekan atau memakai bahan tambahan yang mengembang (expansive admixtures).



Mempelajari teknologi beton dan melakukan pengawasan dan kontrol kualitas yang baik.



Memakai beton beertulang atau beton pratekan.



Beberapa elemen struktural dibuat pracetak sehingga dapat di lepas per elemen seperti baja.

2.1.1 Adukan Beton Beton yang berasal dari pengadukan bahan-bahan penyusun agregat kasar dan agregat halus kemudian diikat dengan semen yang bereaksi dengan air sebagai bahan perekat, harus dicampur dan diaduk dengan benar dan merata agar dapat dicapai mutu beton yang baik. Pada umumnya pengadukan bahan beton dilakukan dengan menggunakan mesin kecuali jika hanya untuk


mendapatkan beton mutu rendah pengadukan dapat dilakukan tanpa menggunakan mesin pengaduk. Kekentalan adukan beton harus diawasi dan dikendalikan dengan cara memeriksa slump pada setiap adukan beton baru.

2.1.2 Zat-zat yang dapat mengurangi kekuatan tekan beton. Bahan-bahan yang keberadaannya mungkin memberikan pengaruh yang merugikan terhadap kekuatan, kemudahan pekerjaan, dan kenampaan jangka panjang disebut zat pengganggu. Bahan-bahan ini dianggap tidak diperlukan sebagai bahan tambah karena lemah, lunak, atau sifat fisik dan sifat kimiawi yang merusak sifat-sifat beton. Ditinjau dari aksinya, zat-zat yang berpengaruh buruk tersebut pada beton dibedakan menjadi 3 macam yaitu : 1. Zat yang mengganggu proses hidrasi semen 2. Zat yang melapisi agregat sehingga mengganggu terbentuknya lekatan yang baik antara agregat dan pasta semen. 3. Butiran-butiran yang kurang tahan cuaca, yang bersifat lemah dan menimbulkan reaksi kimia antara agregat dan pastanya. Zat-zat pengganggu ini dapat berupa kendungan organik, lempung, atau bahan-bahan halus lainnya, misalnya silt atau debu pecahan batu, garam, shale lempung, kayu, arang, pyrites, (tanah tambang yang mengandung belerang), dan lainlain. Berikut ini berbagai macam zat yang dapat mengurangi kuat tekan beton dan kadar konsentrasinya dalam campuran seperti yang tercantum dalam tabel berikut ini.


Tabel 2.1 Zat-zat yang dapat Mengurangi Kekutan Beton Kandungan unsur kimiawi

Konsentrasi maksimum ppm

Clorida, Cl :

500 ppm

- beton pratekan

1000 ppm

- beton bertulangan

1000 ppm

Sulfat, SO4

600 ppm

Alkali, Na2O + 0,658 K2O)

50000 ppm

Sumber : Tatang Wibawa, 2008

2.1.3 Evaluasi Pekerjaan Beton Kekuatan beton yang diproduksi dilapangan mempunyai kecenderungan untuk bervariasi dari adukan ke adukan. Besarnya variasi itu tergantung pada berbagai faktor antara lain : a. Variasi mutu bahan dari satu adukan ke adukan berikutnya. b. Variasi cara pengadukan c. Stabilitas pekerja Pengawasan terhadap mutu beton yang dibuat di lapangan dilakukan dengan cara membuat diagram hasil uji kuat tekan beton dari benda-benda uji yang diambil selama pelaksanaan. Beton yang dibuat dinyatakan memenuhi syarat (mutunya tercapai) jika kedua persyaratan berikut terpenuhi : a. Nilai rata-rata dari semua pasangan hasil uji (yang masing-masing pasangan terdiri dari empat hasil uji kuat tekan) tidak kurang dari (fc’ + 0,82 Sc) b. Tidak satupun dari hasil uji tekan (rata-rata dari dua silinder) kurang dari 0,85 fc’. Jika salah satu dari dua persyaratan tersebut diatas tidak terpenuhi, maka untuk adukan berikutnya harus diambil langkah-langkah untuk meningkatkan kuat tekan rata-rata betonnya. Khusus jika persyaratan kedua yang tidak terpenuhi maka selain memperbaiki adukan beton berikutnya harus pula diambil langkah-langkah untuk


memastikakn bahwa daya dukung struktur beton yang sudah dibuat masih tidak membahayakan terhadap beban yang akan ditahan. Langkah-langkah itu antara lain : a. Analisis ulang struktur berdasarkan kuat tekan beton sesungguhnya (actual) b. Uji yang merusak (non-destructive test), misalnya dengan Schmidt Rebound Hammer (hamer test), Pull-out test, Ultrasonic Pulse Velocity Test, atau Semi destructive test, yaitu uji bor inti, dan sebagainya. (http://tatang-wibawa.blogspot.com/).

2.2 Beton Ringan

Beton ringan adalah beton yang memiliki berart jenis (density) lebih ringan daripada beton pada umumnya. Beton ringan dapat dibuat dengan berbagai cara, antara lain dengan menggunakan agregat ringan (fly assh, batu apung, dll), campuran antara semen, silika, pozolan, dll atau semen dengan cairan kimia penghasil gelembung udara.

Agregat yang digunakan untuk memproduksi beton ringan merupakan agregat ringan juga. Terminolog ASTM C.125 mendefenisikan bahwa agregat ringan adalah agregat yang digunakan untuk menghasilkan beton ringan, meliputi batu apung, scoria, vulkanik cinder, tuff, expanded, atau hasil pembakaran lempung, shale, slte, shele, perlit, atau slag atau hasil batubara dan hasil residu pembakarannya. (Mulyono,2004)

Tidak seperti beton biasa, berat beton ringan dapat diatur sesuai kebutuhan. Pada umumnya beton ringan berkisar antara 600 – 1600 kg/m³. Karena itu keunggulan beton ringan utamanya ada pada berat, sehingga apabila digunakan pada proyek bangunan tinggi akan dapat secara signifikan mengurangi berat sendiri bangunan, yang selanjutnya berdampak kepada perhitungan pondasi.


Beton Ringan (Lightweight Concrete), ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengurangi berat jenis beton atau membuat beton lebih ringan antara lain adalah sebagai berikut (Tjokrodimuljono, 1996). 1. Dengan membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen sehingga terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan menambah bubuk alumunium kedalam campuran adukan beton. 2. Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung atau agregat buatan sehingga beton yang dihasilkan akan lebih ringan dari pada beton biasa. 3. Dengan cara membuat beton tanpa menggunakan butir-butir agregat halus atau pasir yang disebut beton non pasir. Tabel 2.2 Pembagian penggunaan beton ringan menurut Tjokromuljono (1996) Beton Ringan

Kerapatan

Kekuatan Tekan

Struktur

1440 – 1800 kg/m³

>17 MPa

Struktur ringan

800 – 1400 kg/m³

7 – 17 MPa

Non struktur

240 - 800 kg/m³

0,35 – 7 MPa

Tabel 2.3 Pembagian penggunaan beton ringan menurut Dobrowolski (1998) Beton Ringan

Kerapatan

Kekuatan Tekan

Struktur

1440 – 1900 kg/m³

>17,3 MPa

Struktur ringan

500 – 800 kg/m³

6,9 – 17,3 MPa

Non struktur

< 800 kg/m³

0,35 – 6,9 MPa

Tabel 2.4 Pembagian penggunaan beton ringan menurut Neville and Brooks Beton Ringan

Kerapatan

Kekuatan Tekan

Struktur

1400 – 1800 kg/m³

>17 MPa

Struktur ringan

500 – 800 kg/m³

7 – 14 MPa

Non struktur

< 800 kg/m³

>7 MPa

(http://helmutinfo.com/)


Keuntungan lain dari beton ringan antara lain: •

Memiliki ketahanan panas (thermal insulation) yang baik

•

Memiliki tahanan suara (peredaman) yang baik

•

Tahan api (fire resistant)

•

Transportasi mudah

•

Dapat mengurangi kebutuhan bekisting (formwok) dan perancah (scaffolding)

Kelemahan beton ringan adalah nilai kuat tekannya (compressive strength) terbatas, sehingga sangat tidak dianjurkan penggunaan untuk perkuatan (struktural). (http://www.itb.ac.id/news/2765.xhtml)

2.3 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 (SiO2), Alumunium Oksida (Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3) 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. (http://digilib.gunadarma.ac.id/go)

Semen dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu semen hidraulik dan semen nonhidraulik. Semen hidraulik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras di dal;am air. Contoh semen hidraulik antara lain kapur hidraulik, semen pozollan, semen terak, semen alam, semen portland,semen alumina dan semen expansif. Contoh lainnya adalah semen portland putih, semen warna, dan semensemen untuk keperluan khusus. Sedangkan semen non-hidraulik adalah semen yang tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen non-hidraulik adalah kapur.


Semen juga memiliki beberapa tipe yaitu tipe I, II, III, IV, dan V. Tipe-tipe semen tersebut diurutkan berdasarkan kekuatan awalnya dalam merekatkan suatu bangunan yang dibentuk. Semen yang digunakan dalam pembuatan beton adalah semen hidraulik.

2.3.1 Semen Portland ( Portland Cement ) Material semen adalah material yang memilik sifat adhesif (adhesive) dan kohesif

(cohesive)

yang

memungkinkan

untuk

mengikat

fragmen-fragmen

mineral/agregat-agregat menjadi suatu masa yang padat mempunyai kekuatan. Semen yang mengeras dengan adanya air yang dinamakan dengan semen hidraulis (hidraulic cement). Semen jenis ini terdiri dari silikat dan lime yang terbuat dari batu kapur dan tanah liat yang digerinda, dicampur, dibakar dalam pembakaran kapur (klin), kemudian dihancurkan menjadi tepung. Semen hidrolik biasa yang dipakai untuk mortar dinamakan semen portland ( portland cement ). (Edward Nawy G, l998)

Dalam buku Portland Cement Association (1975), diuraikan nama-nama penemu semen yang pertama kali yaitu sebagai berikut: •

John Smeaton (1756), bahwa mortar/beton yang baik diperoleh jika pozzolan semen dicampur dengan batu kapur (limestone) yang banyak mengandung material tanah liat.

•

Joseph Aspdin (1824), Pembuatan semen portland dengan jalan memanaskan campuran butir-butir halus tanah liat dan batuan kapur keras dalam tungku pembakaran, sampai CO2 hasil pembakaran tersebut keluar dari campuran.

•

Issac Johnson (1845), memperbaiki cara Joseph Aspdin dengan jalan membakar campuran tanah liat dengan kapur sampai mengklinker sehingga reaksi yang diperlukan untuk membentuk tingkatan material semen terjadi.

Semen portland adalah 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 yang digunakan di Indonesia

harus memenuhi syarat

SII.0013-81 atau Standart Uji Bahan Bangunan Indonesia 1986, dan harus memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam standart tersebut.

Fungsi utama semen adalah sebagai perekat.Bahan-bahan semen terdiri dari batu kapur (gamping) yang mengandung senyawa: Calsium Oksida (CaO), lempung atau tanah liat (clay) adalah bahan alam yang mengandung senyawa: Silika Oksida (SiO2), Aluminium Oksida (Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3) dan Magnesium Oksida (MgO). Untuk menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian untuk membentuk klinker. Klinker kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (gypsum). (Abdul Rais,2007)

Perbandingan bahan-bahan utama penyusun semen portland adalah kapur (CaO) sekitar 60%-65%, silika (SiO2) sekitar 20%-25%, dan oksida besi serta alumina (Fe2O3 dan Al2O3) sekitar 7%-12%. Kekuatan semen merupakan hasil dari proses hidrasi. Proses kimiawi ini berupa rekristalisasi dalam bentuk interlocking-crystals (ikatan kristal) sehingga membentuk gel semen yang akan mempunyai kekuatan tekan yang tinggi apabila mengeras. Jika semen portland dicampur dengan air, maka komponen kapur dilepaskan dari senyawa. Banyaknya kapur dilepaskan ini sekitar 20% dari berat semen. ( Mulyono, 2005 )

2.3.1.1 Jenis-Jenis Semen Portland Komposisi kimia semen portland pada umumnya terdiri dari CaO, SiO2, Al2O3 dan Fe2O3, yang merupakan oksida dominan. Sedangkan oksida lain yang jumlahnya hanya beberapa persen dari berat semen adalah MgO, SO3, Na2O dan K2O. Keempat oksida utama tersebut diatas didalam semen berupa senyawa C3S, C2S, C3A dan C4AF, dengan mempunyai perbandingan tertentu pada setiap produk semen, tergantung pada komposisi bahan bakunya.


Berdasarkan komposisi kimianya, semen portland dapat dibedakan atas beberapa jenis, seperti pada tabel 2.3

Tabel 2.5 Jenis-jenis semen Portland berdasarkan Komposisi Kimianya (%) Tipe

C3S

C2S

C3A

C4AF

CaSO4

CaO

MgO

Semen

Trikalsium

Dikalsium

Trikalsium

Tetrakalsium

Kalsium

Kalsium

Magnesium

Silikat

Silikat

Aluminat

Aluminat

Sulfat

Oksida

Oksida

Tipe I

42-67

8-31

5-14

6-12

2,4-34

0-1,5

0,7-3,8

Tipe II

37-55

19-39

4-8

6-16

2,1-3,4

0,1-1,8

1,5-4,4

TipeIII

34-70

0-28

7-17

6-10

2,2-4,6

0,1-4,2

1,0-4,8

TipeIV

21-44

57-34

3-7

6-18

2,6-3,5

0-0,9

1,0-4,1

TipeV

35-54

24-49

1-5

6-15

2,4-3,9

0,1-0,6

0,7-2,3

Sumber : Sesuai dengan ASTM C150

Sifat dan manfaat untuk tipe semen portland adalah sebagai berikut: 1. Semen Tipe I ( Semen penggunaan umum ) Sifat dari semen portland tipe I yaitu MgO dan SO3 hilang pada saat pembakaran. Kehalusan dan kekuatannya secara berturut-turut juga ditentukan. Secara umum mempunyai sifat-sifat umum dari semen. Digunakan secara luas sebagai semen untuk teknik sipil dan konstruksi arsitektur misalnya pembangunan jalan, bangunan beton bertulang, jembatan dan lain-lain.

2.Tipe II ( Semen pengeras pada panas sedang ) Semen Portland tipe II mempunyai C3S kurang dari 50% dan C3A kurang dari 8%. Kalor hidrasi 70 kal atau kurang dari 7 hari dan 80 kal atau kurang dari 28 hari pada kondisi sedang. Peningkatan dari kekuatan jangka panjang diinginkan. Secara umum dipakai untuk mencegah serangan sulfat dan lingkungan sistem drainase dengan kadar konsentrat tinggi didalam tanah.

3.Tipe III ( Semen berkekuatan tinggi awal ) Semen portland tipe III mengandung C3S maksimum. Kekuatan awal 1 hari dan 3 hari diintensifkan, ditentukan untuk mempunyai kekuatan di atas 40 kg/cm² selama penekanan 1 hari dan di atas 90 kg/cm² selama penekanan 3 hari. Kegunaannya yaitu


untuk menggantikan semen penggunaan umum untuk pekerjaan yang mendesak. Cocok untuk pekerjaan dimusim dingin. Biasanya dipakai untuk konstruksi bangunan, pekerjaan pembuatan jalan, dan produk semen.

4.Tipe IV ( Semen jenis rendah ) Pada semen Portland tipe IV, kalor hidrasi lebih rendah l0 kal dari pada semen pengeras pada panas sedang, ditentukan dibawah 60 kal selama 7 hari dan dibawah 70 kal yaitu 28 hari (ASTM). Memberikan kalor hidrasi minimum seperti semen untuk pekerjaan bendungan. Kegunaannya yaitu digunakan pada struktur-struktur dam dan bangunan masif. Dimana panas yang terjadi sewaktu hidrasi merupakan faktor penentu bagi kebutuhan beton.

5.Tipe V ( Semen tahan sulfat ) Semen portland tipe V mempunyai C3S dibawah 50% dan C3A dibawah 50% (ASTM). Diusahakan agar kadar C3A minimum untuk memperbesar ketahanan terhadap sulfat. Biasanya dipakai untuk pekerjaan beton dalam tanah yang mengandung banyak sulfat dan yang berhubungan dengan air tanah dan pelapisan dari saluran air dalam terowongan. (Chu Kia Wang, 1993)

Kekuatan dari pasta semen-air yang telah mengeras nantinya akan menentukan kekuatan beton karena dengan agregat yang kuat, perpatahan terjadi diantara partikel pasir. Oleh karena itu, pada dasarnya jalanan masuk yang terbuat dari adukan semen dan air akan sama kuatnya dengan adukan semen, air dan agregat. Akan tetapi jika ditinjau dari segi biaya kurang menguntungkan. Oleh karena itu adukan semen-air dicampur dengan bahan agregat yang lebih kuat dan murah. ( Lawrence H.Van Vlack, l989 )

2.4 Agregat Agregat yang dapat dipakai untuk beton harus memenuhi syarat-syarat : 1. Agregat tersebut bersih 2. Keras 3. Bebas dari sifat penyerapan secara kimia


4. Tidak bercampur dengan tanah liat / lumpur 5. Distribusi/gradasi ukuran agregat memenuhi ketentuan- ketentuan yang berlaku

Agregat mengisi 60-80 % dari volume beton. Oleh karena itu karakteristik kimia, fisik dan mekanik agregat yang digunakan dalam pencampuran sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat beton yang dihasilkan, seperti kuat tekan, durabilitas, berat, biaya produksi dan lain-lain.

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 fisik dan kimia, stuktur pori, warna dan lain lain. Namun, ada juga sifat agregat yang tidak bergantung dari sifat batuan induk, yaitu ukuran dan bentuk partikel, tekstur dan absorpsi permukaan.

Secara umum agregat yang baik haruslah agregat yang mempunyai bentuk yang menyerupai kubus atau bundar, bersih, keras, kuat, bergradasi baik dan stabil secara kimiawi. Keuntungan digunakannya agregat pada beton, menghasilkan beton yang murah, menimbulkan sifat volume beton yang stabil seperti mengurangi susut, mengurangi rangkak dan memperkecil pengaruh suhu.

Tabel 2.6 Rangkuman Jenis-jenis Agregat Beton Kategori berat Berat ringan Densitas partikel < 2100 kg/m3

Berat normal Densitas partikel

Jenis-jenis agregat Vermikulit Perlit Scoria Batu apung Sintered pulverised fuel ash Ampas pembakaran gabus Expanded shales Expanded lempung Pasir kerikil batu

Aplikasi Beton serat

Densitas Beton (kg/m3) 500 s.d. 1000

Struktur Beton Ringan

1000 s.d. 1500

Struktur Beton Ringan

1500 s.d. 1800

Struktur Beton Normal

2000 s.d. 2600


≥ 2100 kg/m3 Sangat berat Densitas partikel > 3000 kg/m3

Limonite Barytes Magnetite Steel punchings

3000 s.d. 5000 Pelindung Radiasi

Beton dapat terdiri dari partikel agregat yang ukurannya berkisar pada daerah ukuran tertentu sampai suatu ukuran maximum, yang biasanya berada diantara ukuran 10 mm sampai 50 mm.

Berdasarkan ASTM C-33, agregat dibagi atas dua kelompok, yaitu: 1. Kasar, yaitu agregat yang batas bawah pada ukurannya ≥ 4.75 mm 2. Halus, batas bawah ukuran pasir adalah 0.075 mm sedang batas atas ukuran pasir adalah 4.75 mm

2.4.1 Jenis – jenis agregat Agregat dapat diklasifikasikan menurut kriteria dibawah ini (Nugraha, 2007) a. Ukuran dan produksi Perbedaan antara garegat kasar dan halus adalah ayakan 5 mm atau 3/16”. Agregat halus adalah agregat yang lebih kecil dari ukuran 5 mm dan agregat kasar adalah agregat dengan ukuran lebih besar dari 5 mm. Agregat dapat diambil dari batuan alam ukuran kecil ataupun batu alam besar yang dipecah. b. Kepadatan Tidak ada batas yang jelas antra agregat biasa dengan agregat ringan atau agregat berat. Pengelompokan umum dapat dilihat pada Tabel 2.4

Tabel 2.7 Jenis agregat berdasarkan Kepadatannya. Jenis

Kepadatan (kg/m3)

Ringan

300 – 1800

Sedang

2400– 3000

Berat

> 4000

Sumber : Nugraha, 2007


Perlu dibedakan antara kepadatan (density) agregat dengan kepadatan beton. c. Petrologi Klasifikai menurut BS 812 yang membaginya ke dalam kelompok Artifisial, Basalt, Flint, Gabbro, Granit, Gristone, Hornfels, batu kapur, Prophyry, Quartzite, dan Schist. d. Minerologi Menurut ASTM C294, klasifikasi komposisi mineral semen portland adalah demikian : felpspars, mineral-mineral silika, karbon, sulfat, besi sulfida, besi magnesia, zeolit, oksida besi dan mineral tanh liat.

2.4.1.1 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. (Dipohusodo,l999)

Pasir umumnya terdapat disungai-sungai yang besar. Akan tetapi sebaiknya pasir yang digunakan untuk bahan-bahan bangunan dipilih yang memenuhi syarat. Syarat-syarat 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 organic, 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.


Agregat dinilai dari tingkat kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan yang dapat mempengaruhi ikatan pada pasta semen, porositas dan penyerapan air dapat mempengaruhi daya tahan beton terhadap serangan alam dari luar dan ketahanan terhadap penyusuitan selama proses penyaringan agregat. (Daryanto, 1994)

2.4.1.2 Agregat kasar Agregat kasar adalah agregat dengan ukuran lebih besar dari 5 mm. Agregat dapat diambil datri batuan alam ukuran kecil ataupun batu alam besar yang dipecah. SII mensyaratkan modulus kehalusan agregat kasar antara 6,0 – 7,1. Gradasi agregat kasar untuk ukuran maksimum tertentu dapat divariasi tanpa berpengaruh besar pada kebutuhan semen dan air yang baik. Karena variasi sulit diantipasi, sering lebih ekonomis untuk mempertahankan keseragaman penanganan daripada menyesuaikan proporsi untuk variasi gradasi.

Sifat agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca, dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik, dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan gel semen. (Edward Nawy G, 1998)

2.5 Air. 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. Karena pengerasan beton berdasarkan reaksi antara semen dan air, maka sangat diperlukan agar memeriksa apakah air yang akan digunakan memenuhi syaratsyarat tertentu. Air tawar yang dapat diminum, tanpa diagukan boleh dipakai. Dan bila tidak ada disrankan untuk mengamati apakah air tersebut tidak mengandung bahanbahan yang merusak beton. (R.sagel, 1997)


Air yang digunakan dalam pembuatan beton pra-tekan dan beton yang akan ditanami logam alumunium (termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat) tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan. Untuk perlindungan terhadap korosi, konsentrasi ion klorida maksimum yang terdapat dalam beton yang telah mengeras pada umur 28 hari yang dihasilkan dari bahan campuran termasuk air, agregat, bahan bersemen dan bahan campuran tambahan tidak boleh melampaui nilai batas yang diberikan pada Tabel 2.3

Tabel 2.8 Batas Maksimum Ion Klorida Jenis beton

Batas (%)

Beton pra-tekan

0,06

Beton bertulang yang selamanya berhubungan dengan klorida

0,15

Beton bertulang yang selamanya kering atau terlindung dari basah

1,00

Konstruksi beton bertulang lainnya

0,30

Sumber: Mulyono 2005

2.6 Serat

Penambahan serat kedalam beton akan meningkatkan kuat tarik umum beton yang umumnya sangat rendah. Pertambahan kuat tarik akan memperbaiki kinerja komposit beton serat dengan kualitas yang lebih bagus dibandingkan dengan beton konvensional.

Keuntungan penambahan serat pada beton adalah: pertama,serat terdistribusi secara acak di dalam beton pada jarak yang relatif sangat dekat satu dengan yang lainnya.Hal ini akan memberi tahanan terhadap tegangan berimbang ke segala arah dan memberi keuntungan material struktur yang disiapkan untuk menahan beban dari berbagai arah.Kedua, perbaikan perilaku deformasi seperti ketahanan terhadap impak, daktilitas yang lebih besar, kuat lentur dan kapasitas torsi yang lebih baik.Ketiga,serat meningkatkan

ketahanan

beton

terhadap

formasi

dan

pembentukan

retak.Keempat,peningkatan ketahanan pengelupasan (spalling) dan retak pada selimut


beton akan membantu pada penghambatan korosi besi tulangan dari serangan kondisi lingkungan yang berpotensi korosi.Penggunaan serat sintetik akan meningkatkan ketahanan material beton terhadap bahan api.Secara umum semua keuntungan terseut berarti peningkatan ketahanan struktur bangunan. (http://sipil2006.wordpress.com/)

Ada bermacam-macam jenis serat yang dapat dipakai untuk pembuatan beton serat dan aplikasinya. Macam-macam jenis serat tersebut adalah (Dwiyono, 2000) : 1.

Serat asbestos Serat asbestos dapat dibagi menjadi 2, yaitu : •

Crhysotile asbestos (serat asbestos putih) mempunyai rumus kimia 3MgO.2SiO2.H2O dan merupakan mineral yang tersedia cukup banyak di alam. Serat ini mempunyai diameter minimum 0,001 m. Ditinjau dari segi kekuatannya cukup baik, tetapi serat ini jarang tersedia dipasaran umum sehingga menjadikan kurang banyak digunakan sebagai bahan tambah beton.

•

Crodidolite asbestos mempunyai rumus kimia Na2O.Fe2O3.3FeO. 8SiO2.H2O. Serat ini mempunyai kuat tarik yang cukup tinggi sekitar 3500

•

MPa dan cukup banyak terdapat di Kanada, Afrika Selatan dan Rusia. Hambatan jarang dipakainya serat ini adalah sulit didapatkan disetiap negara sehingga harganya relatif mahal, disamping itu beberapa tahun belakangan ini banyak pendapat tentang bahaya serat ini terhadap kesehatan manusia, serat ini dianggap sebagai salah satu penyebab penyakit kanker (karsirorganik).

2. Serat kaca (glass fiber) Serat ini mempunyai kuat tarik yang cukup tinggi, sehingga penambahan serat kaca pada beton akan meningkatkan kuat lentur beton. Tetapi permukaan serat kaca yang licin mengakibatkan daya lekat terhadap bahan ikatnya menjadi lemah dan serat ini kurang tahan terhadap sifat alkali semen sehingga dalam jangka waktu lama serat akan rusak.


3. Serat baja (steel fiber) Serat baja mempunyai banyak kelebihan, diantaranya : mempunyai kuat tarik dan modulus elastisitas yang cukup tinggi, tidak mengalami perubahan bentuk akibat pengaruh sifat alkali semen. Penambahan serat baja pada beton akan menaikkan kuat tarik, kuat lentur dan kuat impak beton. Kelemahan serat baja adalah : apabila serat baja tidak terlindung dalam beton akan mudah terjadi karat (korosi), adanya kecenderungan serat baja tidak menyebar secara merata dalam adukan dan serat baja hasil produksi pabrik harganya cukup mahal.

4. Serat karbon Serat karbon mempunyai beberapa kelebihan yaitu : tahan terhadap lingkungan agresif, stabil pada suhu yang tinggi, tahan terhadap abrasi, relatif kaku dan lebih tahan lama. Tetapi penyebaran serat karbon dalam adukan beton lebih sulit dibandingkan dengan serat jenis lain.

5. Serat polypropylene Serat polypropylene dalam kehidupan sehari-hari dikenal sebagai tali rafia. Serat polypropylene mempunyai sifat tahan terhadap serangan kimia, permukaannya tidak basah sehingga mencegah terjadinya penggumpalan serat selama pengadukan. Serat polypropylene mempunyai titik leleh 165ºC dan mampu digunakan pada suhu lebih dari 100ºC untuk jangka waktu pendek.

6. Serat polyethylene Serat polyethylene dalam kehidupan sehari-hari dikenal sebagai tali tambang plastik. Serat polyethylene ini hampir sama dengan serat polypropylene hanya bentuknya berupa serat tunggal.

7. Serat alami Ada bermacam-macam serat alami antara lain : abaca, sisal, jute, ramie, ijuk, serat serabut kelapa dan lain-lain. Serat ijuk yaitu serabut berwarna hitam dan liat, yang terdapat pada bagian pangkal dan pelepah daun pohon aren. Pohon aren menghasilkan ijuk pada 4-5 tahun terakhir. Serat ijuk yang memuaskan


diperoleh dari pohon yang sudah tua, tetapi sebelum tandan (bakal) buah muncul (sekitar umur 4 tahun), karena saat tandan (bakal) buah muncul ijuk menjadi kecil-kecil dan jelek. (Wiryawan, 2007)

2.6.1 Serat Ijuk Ijuk yang dihasilkan pohon aren mempunyai sifat fisik diantaranya : berupa helaian benang (serat) berwarna hitam, berdiameter kurang dari 0,5 mm, bersifat kaku dan ulet (tidak mudah putus). Selama ini pemanfaatan ijuk belum terlalu banyak yaitu diantaranya sebagai bahan pembuat sapu dan tali tambang. Masih banyak serat ijuk yang belum dimanfaatkan sehingga terbuang percuma. Perkembangan teknologi memungkinkan perluasan pemanfaatan serat ijuk, diantaranya sebagai pengisi bahan bangunan. Ijuk bersifat lentur dan tidak mudah rapuh, sangat tahan terhadap genangan asam termasuk genangan air laut yang mengandung garam. Dengan karakteristik ijuk seperti ini maka diharapkan dapat memperbaiki sifat kurang baik beton. (http://arengabroom.blogspot.com/)

Tabel 2.9 Komposisi kandungan unsur kimia pada serat ijuk Kandungan unsur kimiawi

Komposisi (%)

Selulosa

51,54

Hemiselulosa

15,88

Lignin

43,09

Air

8,9

Abu

2,54

2.6.1.1 Beton Serat Ijuk Bahan beton Serat ijuk ringan dibuat dari air, semen, pasir, dan Serat ijuk. Telah dilakukan karakterisasi serat ijuk pada papan komposit serat ijuk serat pendek untuk mengetahui apakah papan komposit ijuk serat pendek dapat digunakan sebagai perisai


radiasi neutron. Dari karakteristik serat ijuk yang dilakukan diperoleh massa jenis serat ijuk 1,136 gram/cm³. Lignin terutama terakumulasi pada batang tumbuhan berbentuk pohon dan semak. Pada batang, lignin berfungsi sebagai bahan pengikat komponen penyusun lainnya, sehingga suatu pohon bisa berdiri tegak (seperti semen pada sebuah batang beton). Berbeda dengan selulosa yang terbentuk dari gugus karbohidrat, struktur kimia lignin sangat kompleks dan tidak berpola sama. Gugus aromatik ditemukan pada lignin, yang saling dihubungkan dengan rantai alifatik, yang terdiri dari 2-3% karbon. Proses pirolisis lignin menghasilkan senyawa kimia aromatis berupa fenol, terutama kresol. untuk menghilangkan zatekstraktif seperti lemak dan lilin

maka

dapat

menggunakan

pelarut

campuran

etanol-toluena

(http://id.wikipedia.org/wiki/lignin) Pada pengujian papan komposit diperoleh bahwa kekuatan impak tidak dipengaruhi massa serat sdangkan daya serap papan komposit ijuk terhadap neutron tidak tergantung panjang serat tetapi massa serat. Penggunaan serat ijuk pada beton dapat dianggap sebagai udara yang terjebak. Namun keuntungan menggunakan serat ijuk dapat membentuk rongga udara pada bton sehinnga beton jauh lebih ringan. Kerapatan beton dapat diatur dengan mengontrol jumlah campuran serat ijuk dalam beton. Semakin banyak serat ijuk maka akan menghasilkan berat jenis beton yang lebih kecil, namun kekuatan tekan beton tntunya akan lebih rendah dan hal tersebut disesuaikan dengan kegunaannya seperti untuk struktur, struktur ringan atau hanya untuk dinding pemisah yang secara umum disebut dengan non struktural. (http://puslit2.petra.ac.id/)

2.7 Karakteristik Untuk mengetahui sifat dan kemampuan suatu material maka perlu dilakukan pengujian dan analisis. Beberapa jenis pengujian dan analisis yang dibahas untuk keperluan penelitian ini antara lain: pengujian sifat fisis (porositas dan penyerapan air), pengujian sifat mekanis (kuat tekan).


2.7.1 Kuat Tekan Kuat tekan suatu material didefenisikan sebagai kemampuan material dalam menahan beban atau gaya mekanis sebagai kemampuan material dalam menahan bebab atau gaya mekanis sampai terjadinya kegagalan (failure) Kuat tekan beton dapat diperoleh dengan menggunakan rumus:

τ =

F A

(2.1)

dengan ;

τ = Kuat tekan (N/cm2) F = Beban maksimum (N) A = Luas Bidang Permukaan (m2) ( Van Vlack, l989)

2.7.2 Kerapatan (Density) Kerapatan erat hubungannya dengan kekuatan beton, makin tinggi kerapatan beton akan menyebabkan semakin luas pula kontak antar partikel dengan perekatnya, sehingga akan menghasilkan kekuatan beton yang lebih tinggi pula. Kerapatan massa atau densitas adalah perbandingan antara massa benda uji dengan volumenya. Dalam pengujian beton ini yang sudah mengalami pengeringan selama 27 hari ditimbang dengan maksud mendapatkan massa kering dari beton (mk) setelah itu beton direndam selama 24 jam untuk memperoleh massa basah beton (mb), namun dalam hal ini beton dilap terlebih dahulu agar basah dari pada beton tidak berlebihan. Pengujian densitas beton dilakukan pada sampel berbentuk silinder dengan diameter 11 cm dan tinggi 11 cm. Besarnya densitas dapat dihitung menggunakan persamaan berikut: (Van Vlank, 1989)

ρ

=

Mk Vb

(2.2)


Dengan;

ρ

= densitas (gr/cm³)

Mk = massa kering (gram) Vb = Volume benda uji (cm³) (Van Vlank, 1989)

2.7.3 Penyerapan Air Pengujian ini, dimaksudkan untuk mengetahui banyaknya air yang diserap oleh beton setelah direndam pada periode tertentu. Dalam pengujian ini beton yang sudah dikeringkan selama 24 jam, kemudian direndam selama 27 hari. Besarnya densitas dapat dihitung menggunakan persamaan berikut: Penyerapan air (%) =

Mb − Mk x 100% Mb

(2.3)

Dengan; MB = Massa basah (gram) Mk = Massa kering (gram) (Van Vlank, 1989)


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents