PENGARUH PENAMBAHAN LATEKS EMULSI TERHADAP DURABILITAS BETON YANG DIRAWAT (CURING) DENGAN AIR LAUT Grace Simamora1 , Rahmi Karolina2 dan Syahrizal3 1
Program Studi Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 2 Staff Pengajar Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 3 Staff Pengajar Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email:
[email protected]
ABSTRAK Pada pelaksanaan pembangunan konstruksi bangunan gedung di daerah lepas pantai, kontak dengan air laut terhadap beton terkadang tidak dapat dihindari. Air laut sendiri mengandung berbagai zat yang dapat mempengaruhi dan cenderung melemahkan kekuatan dari beton diantaranya adalah klorida (Cl) dan Sulfat (SO4) yang merupakan zat yang bersifat agresif terhadap bahan lain. Pada penelitian ini akan dibahas tentang pengaruh penggunaan lateks emulsi sebanyak 5%, 10%, 15%, 20%, 25% dari berat air terhadap kuat tekan, tarik belah dan absorpsi pada beton pada masa perawatan selama 28 hari dan 90 hari yang direndam pada air laut. Air laut sendiri diambil dari daerah pantai cermin dan dianalisa di laboratorium untuk memperoleh konsentrasi klorida dan sulfat yang terkandung di dalam air laut. Dari hasil penelitian diperoleh air laut mengandung klorida ±9000 ppm dan sulfat ±10 ppm. Dari hasil penelitian diperoleh hasil bahwa semakin tinggi konsentrasi sulfat dan klorida pada air, maka akan semakin menurunkan durabilitas dari beton dari mutu yang direncanakan. Pada percobaan ini dihasilkan bahwa semakin lama beton direndam maka akan mempengaruhi kekuatan beton tersebut. Penggunaan lateks emulsi berhasil mengurangi laju pengrusakan beton oleh ion- ion sulfat dan klorida yang terkandung di dalam air perendaman. Kata kunci: Lateks emulsi, durabilitas, curing, air laut, kuat tekan
ABSTRACT In the implementation of building construction in offshore area, contact with the sea water on concrete sometimes can not be avoided. Sea water itself contains many substances that can affect and tend to weaken the strength of concrete include chloride (Cl) and sulfate (SO4), which is a substance that is aggressive towards other materials. This research will discuss about the effect of using latex emulsion as much as 5%, 10%, 15%, 20%, 25% of the weight of the water on the compressive strength, splitting and absorption in the concrete at for 28 days and 90 days curing in sea water. The sea water was taken from Pantai Cermin and analyzed in the laboratory to obtain the concentration of chloride and sulfate contained in sea water. The results were sea water containing chloride and sulfate ± 9000 ppm ± 10 ppm. From the research results that the higher concentrations of sulfate and chloride in the water, the more it will decrease the durability of concrete from the planned quality. This experiment resulted that the longer the concrete cured it will affect the strength of the concrete. The use of latex emulsion successful in reducing the rate of destruction of concrete by sulfate ions and chloride contained in the curing water. Keywords : Latex emulsion, durability, curing, sea water, compressive strength
1.
PENDAHULUAN
Pada pelaksanaan pembangunan konstruksi bangunan gedung di daerah lepas pantai, kontak dengan air laut terhadap beton terkadang tidak dapat dihindari termasuk ketika beton masih dalam proses perawatan (curing). Senyawa-senyawa yang terkandung dalam air laut akan merusak beton. Konsentrasi sulfat yang terkandung dalam air laut ini akan menyebabkan kerusakan pada pasta Untuk mencegah peresapan air laut ke dalam beton, diperlukan bahan yang mampu menutup pori beton. Pori (rongga udara) yang terdapat pada beton memberi kesempatan kepada air laut untuk masuk dan merusak beton. Untuk itu, pada campuran beton dapat ditambahkan bahan campuran (admixture). Salah satu waterproofing yang dapat digunakan adalah lateks emulsi. Lateks emulsi (styrene butadiene) adalah lateks hasil proses dari karet sintetis dalam bentuk cair. Lateks emulsi berupa cairan kental berwarna putih, memiliki ukuran butiran yang lebih kecil dari ukuran butiran semen. Lateks emulsi memiliki ukuran butiran 0,05 – 5 micron atau 50 – 5000 nanometer (Utari Khatulistiani, 2004). Hal ini memungkinkan lateks emulsi masuk ke pori-pori semen sehingga mengurangi udara yang ada di dalam beton yang sebelumnya bisa saja terisi oleh air laut. Selain itu, lateks merupakan bahan alam yang ketersediaannya melimpah, bersifat lengket (tacky) dan keplastisitasannya tergolong baik. Penggunaan bahan admixture (lateks emulsi) disini diharapkan mampu mencegah terjadinya kerusakan dan meningkatkan durabilitas beton agar sesuai dengan yang diharapkan. Berdasarkan uraian di atas perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh curing air laut terhadap beton serta pengaruh penambahan lateks emulsi terhadap beton dengan curing air laut. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah: Mengetahui pengaruh curing air laut terhadap durabilitas beton. Mengetahui pengaruh penambahan lateks emulsi dalam upaya perbaikan durabilitas beton yang dicuring dengan air laut yaitu dengan pengujian kuat tekan beton, kuat tarik belah beton dan absorpsi beton serta melalui pola retak yang terjadi pada beton. Mengetahui persentase kadar penambahan lateks emulsi pada campuran beton untuk menghasilkan durabilitas beton yang optimal pada beton yang dicuring dengan air laut.
2.
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah kajian eksperimental di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan beton adalah semen tipe 1 produksi PT. Semen Padang, agregat halus dari daerah Binjai, agregat kasar batu pecah (split), air bersih yang berasal dari PDAM Tirtanadi, serta admixture waterproofing lateks emulsi produksi PT.SIKA. Sementara air laut untuk proses curing diambil langsung dari Pantai Cermin. Bahan-bahan pembuat beton seperti agregat halus dan kasar terlebih dahulu dianalisa untuk memeriksa kelayakan bahan. Analisa bahan agregat halus meliputi analisa ayakan pasir, pemeriksaan kadar lumpur (pencucian pasir lewat ayakan no.200), pemeriksaan kandungan organik (colometric test), pemeriksaan kadar liat (clay lump), pemeriksaan berat isi pasir, pemeriksaan berat jenis dan absorpsi pasir. Analisa bahan agregat kasar meliputi analisa ayakan batu pecah, pemeriksaan kadar lumpur (pencucian lewat ayakan no.200), pemeriksaan keausan menggunakan mesin pengaus Los Angeles, pemeriksaan berat isi batu pecah. Sementara untuk air laut dilakukan analisa kandungan senyawa kimia yang terkandung di dalamnya. Mutu rencana beton adalah f’c 19,3 MPa dengan benda uji silinder beton ϕ 15 cm dan tinggi 30 cm. Kadar lateks emulsi yang ditambahkan bervariasi yaitu 5%, 10%,15%, 20% dan 25% dari berat air yang digunakan. Sementara kadar air yang digunakan dikurangi dengan banyaknya lateks emulsi yang dimasukkan. Lokasi eksperimen adalah di : 1. Laboratorium FMIPA Kimia USU, Medan, Sumatera Utara untuk memeriksa: Mineral- mineral yang terkandung dalam air laut. 2. Laboratorium Beton Teknik Sipil USU, Medan, Sumatera Utara untuk pengujian: Kuat tekan beton Kuat tarik belah beton Absorpsi beton Pembuatan benda uji menggunakan metode Departemen Pekerjaan umum yang berdasarkan SK SNI T-15-199003. Dari hasil perhitungan mix design tersebut diperoleh perbandingan campuran beton antara semen : pasir : kerikil : air = 1,00 : 1,90 : 2,89 : 0,53
3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pemeriksaan mineral-mineral yang terkandung dalam air laut adalah sebagai berikut: Tabel 1. Kandungan Mineral dalam Air Laut Parameter pH Klor (Cl) Kalsium (Ca) Magnesium (Mg) Besi (Fe) Sulfat
Hasil 6,8 8776,8031 271,5525 650,1055 0,6374 8,8056
Satuan --mg/L mg/L mg/L mg/l mg/L
Tabel 1 menunjukkan bahwa kandungan terbesar di dalam air laut adalah lor (Cl). Klor merupakan senyawa yang sangat berbahaya untuk beton. Klor bereaksi dengan senyawa semen sehingga akan membentuk etrringiteettringite yang akan mendesak keluar dari beton. Hal ini lah yang akan mengakibatkan beton mengembang dan pecah. Pecahan dari beton kemudian akan menjadi sedimen dan leaching. Hasil pengujian nilai slump untuk beton normal dan beton lateks emulsi adalah sebagai berikut:
Nilai Slump (cm)
25
21
23
18
20 14,5 15
12
10
10 5 0 BN
B+5%L
B+10%L
B+15%L
B+20%L
B+25%L
Variasi Gambar 1. Grafik Nilai Slump Dari grafik dapat dilihat bahwa semakin banyak kadar lateks emulsi, maka nilai slump semakin besar. Hal ini menunjukkan bahwa lateks emulsi yang berupa cairan memiliki pengaruh terhadap campuran beton yaitu meningkatkan kelecakan (workabilitas) beton.
Kuat Tekan (MPa)
3.1. Kuat Tekan Silinder Beton 30 25 20 15 10 5 0
25,48 16,51
17,80
18,66
19,40
18,29
17,38
15,59
17,23
17,40
17,63
16,17
15,57
B+15%L AL
B+20%L AL
B+25%L AL
22,31
BN
BN - AL
B+5%L - AL B+10%L AL Variasi 28 hari
90 hari
Gambar 2. Grafik Kuat Tekan Beton Silinder Perendaman 28 & 90 hari
Kuat Tekan (MPa)
Gambar 2 menunjukkan bahwa penurunan kekuatan terjadi pada beton normal yang direndam pada air laut. Penurunan terbesar terjadi pada beton yang direndam pada air laut, karena di dalam air laut selain terdapat ion sulfat, juga terdapat ion klorida yang dapat mempengaruhi kekuatan beton tersebut. Sedangkan pada beton yang telah ditambahkan lateks emulsi penurunan kekuatan tetap terjadi namun terjadi peningkatan kekuatan terhadap beton normal yang direndam air laut. Kuat tekan beton dengan tambahan lateks emulsi yang paling tinggi dicapai oleh varian beton ditambah 15% lateks emulsi kemudian kembali menurun untuk variasi selanjutnya.
30 25 20 15 10 5 0
BN BN - AL B+5%L - AL B+10%L - AL B+15%L - AL 0
28
B+20%L - AL
90
Lama Perendaman (hari)
B+25%L - AL
Gambar 3. Grafik Kuat Tekan Beton Berdasarkan Lama Perendaman
Berikut adalah tabel persentase penurunan kuat tekan masing-masing silinder beton terhadap beton normal: Tabel 2. Persentase Penurunan Kuat Tekan Silinder Beton Terhadap Beton Normal Persentase Penurunan (%) Lama Perendaman 28 Hari 90 Hari 0 0 30,118 35,185 22,758 30,148 21,997 26,741 20,981 23,852 27,496 28,222 30,203 31,778
Jenis Beton BN BN - AL B + 5%L - AL B + 10%L - AL B + 15%L - AL B + 20%L - AL B + 25%L - AL
Kuat Tarik Belah (MPa)
3.2. Kuat Tarik Belah Silinder Beton 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
2,82
2,63
2,77
2,37
2,35 1,79
1,73
2,41
2,16
2,33 1,91
1,84
1,70
B+15%L AL
B+20%L AL
B+25%L AL
1,50
BN
BN - AL
B+5%L - AL B+10%L AL Variasi 28 hari
90 hari
Gambar 4. Grafik Kuat Tarik Belah Beton Silinder Perendaman 28 & 90 hari
Gambar 4 menunjukkan bahwa tegangan tarik beton yang direndam pada air laut juga mengalami penurunan signifikan dari beton normal dengan perendaman air normal yang menunjukkan bahwa hal ini berbanding lurus dengan penurunan kuat tekannya. Akan tetapi kuat tarik belah beton tampak meningkat setelah ditambahkan lateks emulsi dan kuat tarik tertinggi setelah penambahan lateks emulsi diperoleh oleh variasi beton yang ditambah 10% lateks emulsi. Untuk variasi selanjutnya, kuat tarik belah beton mengalami penurunan.
Absorpsi (%)
3.3. Absorpsi Silinder Beton 7 6 5 4 3 2 1 0
6,256
1,991
5,042 1,649
1,847 BN
0,9158
0,538
1,237
1,381
1,7942 1,3616 1,0657 0,813 B + 5%L - B + 10%L - B + 15%L - B + 20%L - B + 25%L AL AL AL AL AL 1,4447
BN - AL
variasi 28 hari
90 hari
Gambar 5. Grafik Absorpsi Beton Silinder Perendaman 28 & 90 hari Dari gambar 5 dapat dilihat bahwa beton yang direndam pada air laut mengalami absorpsi yang tinggi dikarenakan konsentrasi sulfat yang tinggi sehingga merusak struktur beton dan menimbulkan rongga pada beton. Setelah beton ditambahkan lateks emulsi nilai absorpsi beton berkurang. Hal ini berarti lateks emulsi bekerja untuk mengurangi nilai absorpsi pada beton yang direndam air laut. Nilai absorpsi terendah diperoleh oleh varian beton normal ditambah dengan 15% lateks emulsi. Pada beton normal yang direndam air normal dan air laut, nilai absorpsi beton yang direndam 90 hari lebih tinggi daripada beton yang direndam 28 hari. Akan tetapi, setelah diberikan penambahan lateks emulsi nilai absorpsi beton yang direndam 90 hari menjadi lebih rendah dari nilai absorpsi beton yang direndam 28 hari. Keterangan:
4.
BN – AN : Beton Normal dengan curing Air Normal BN – AL : Beton Normal dengan curing Air Laut B+ 5% L – AL : Beton Lateks Emulsi 5% dengan curing Air Laut B+ 10% L – AL : Beton Lateks Emulsi 10% dengan curing Air Laut B+ 15% L – AL : Beton Lateks Emulsi 15% dengan curing Air Laut B+ 20% L – AL : Beton Lateks Emulsi 20% dengan curing Air Laut B+ 25% L – AL : Beton Lateks Emulsi 25% dengan curing Air Laut
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan di atas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Kuat tekan dan kuat tarik belah beton normal yang direndam air laut bila dibandingkan dengan beton normal mengalami penurunan untuk perendaman 28 hari dan 90 hari. Sementara absorpsinya mengalami kenaikan. Hal ini menunjukkan bahwa durabilitas beton normal mengalami gangguan karena direndam dengan air laut. 2. Kuat tekan dan kuat tarik belah beton yang ditambah lateks emulsi dengan perendaman air laut mengalami kenaikan bila dibandingkan dengan beton normal yang direndam di air laut. Hal ini menunjukkan bahwa lateks emulsi berhasil dalam upaya meningkatkan durabilitas beton yang direndam air laut. Akan tetapi kuat tekan dan kuat tarik belahnya tidak melebihi kekuatan beton normal yang direndam dengan air normal. 3. Persentase kadar penambahan lateks emulsi yang optimum untuk memperbaiki durabilitas beton yang direndam air laut adalah 10% - 15%
5.
SARAN 1. Beton lateks emulsi sebaiknya tidak digunakan untuk pembuatan beton mutu tinggi yang akan direndam air laut karena mutu beton lateks emulsi yang direndam air laut tidak mencapai mutu beton yan diinginkan. 2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh penambahan lateks emulsi terhadap nilai slump (workabilitas) beton. 3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang perbandingan antara admixture lateks emulsi dengan mineral lainnya dalam upaya meningkatkan durabilitas beton yang direndam air laut.
DAFTAR PUSTAKA (DAN PENULISAN PUSTAKA) ASTM C-33-82. “Standard Specification Of Concrete Agregates”. 1982. ASTM C-39-86, “Test Method For Compressive Strength Of Cylindrical Concrete Specimens”, 1986. ASTM C-125-1995, American Society For Testing Material, Annual Book Of Standard, 1995. ASTM C-143-1974, “Test For Slump Of Portland Cement Concrete”. 1974 Dipohusodo, Istimawan. (1999). Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK-SNI T-15-1991-03. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Kardiyono Tjokrodimulyo. (1996). Teknologi Beton. Penerbit NAFIRI, Yogyakarta. Mulyono, Tri. (2004). Teknologi Beton. Penerbit ANDI, Yogyakarta Murdock, L.J, Brook, K.M. (1986). Bahan dan Praktek Beton Edisi Ke-4. Erlangga, Jakarta Nugraha, Paul & Antoni. (2007). Teknologi Beton. Penerbit ANDI, Yogyakarta Retno Anggraini, Herlien Indrawahyuni, dkk. (2011). “Pengaruh Variasi Campuran Dan Lama Perendaman Spesi Dalam Air Laut Terhadap Kuat Tekan Dan Kedalaman Intrusinya”. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. SK-SNI-T-15-1990-03. “Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal”. Bandung : Yayasan LPMB. 1990. SNI 03-3976-1995. “Tata Cara Pengadukan Pengecoran Beton”, Badan Standar Nasional. 1995. SNI 03-4807-1998. “Metode Pengujian Untuk Menentukan Suhu Beton Segar Semen Portland”, Badan Standar Nasional. 1998 SNI 03-9805-2003. “Metode Pengujian Untuk Mengukur Nilai Kuat Tekan Beton Pada Umur Awal dan Memproyeksikan Kekuatan Pada Umur Berikutnya”. Badan Standar Nasional. 2003 Standar Industri Indonesia (SII) 0052-80, “Mutu dan Cara Uji Agregat”. Departemen Perndustrian Republik Indonesia. 1980. Standar Industri Indonesia (SII) 0013-81. “Mutu dan Cara Uji Baja Beton Pejal”, Departemen Perindustrian Republik Indonesia. 1981. Syamsuddin, Ristinah, dkk. (2011). ”Pengaruh Air Laut Pada Perawatan (Curing) Beton terhadap Kuat Tekan dan Absorpsi Beton dengan Variasi Faktor Air Semen dan Durasi Perawatan”. Jurnal Rekayasa Sipil, V: 68-75. Utari Khatulistiani. (2004). “Efek Air Laut Terhadap Kekuatan Beton Lateks-Emulsion”. Jurnal Aksial Majalah Teknik Sipil, V6: 38-46.
