TEKNOLOGI BAHAN II
1
BAB I TEKNOLOGI ADUKAN/MORTAR 1.1
Pendahuluan
Pengertian : Adukan untuk pasangan bata dan plesteran tersusun dari bahan perekat, agregat halus dan air sehingga merupakan campuran yang memiliki kelecakan (konsistensi yang enak untuk dikerjakan/ workable). Adukan untuk pengisi (grouting) mempunyai workability sangat tinggi sehingga adukan tersebut dapat mengalir dengan mudah. Bahan Adukan a. Perekat Umumnya perekat mineral, seperti : Semen Portland Kapur Kapur dan Pozolan Semen Portland dan Pozolan Semen Portland dan Kapur b. Agregat halus Pasir alam, seperti pasir alami dan pecahan batu Agregat halus buatan c. Bahan pengisi Tepung batu Bahan Pozolan d. Air 1.2
Persyaratan bahan 2
1.2.1
Agregat
Karena ketebalan adukan dibatasi 5 – 15 mm, besar butir agregat maksimum dibatasi 1/5 tebal adukan. Susunan butir pasir untuk adukan, antara lain menurut ASTM sebagai berikut: Lubang ayakan,mm 4,8
Standar ASTM 100
Susunan butir ideal 100
2,4
95-100
97
1,2
60-100
84
0,6
35-70
50
0,3
15-35
27
0,15
0-15
6
Susunan
besar
butir
yang
ditetapkan
dengan
angka
kehalusan
(FinenessModulus) berkisar antara 2,2-2,6 yang ideal dengan maksimum 2,8. Besar butir ideal 2,4 mm. Untuk mendapatkan workability yang baik, sebaiknya : antara ayakan 0,60,3 mm kurang lebih 15 % dan antara ayakan 0,15-0,075 maksimum 10 %. Agregat harus keras antara lain mengandung silika dalam jumlah besar. Agregat harus bersih jika mengandung butiran halus (< 0,075mm) dibatasi maksimum 5%, karena jika terlalu banyak maka penyusutan menjadi besar ; bersih dari zat organik agar tidak mengganggu rekatan dengan bahan perekat. Butiran halus (< 0,3 mm) sebaiknya lebih besar dari 20 % sedangkan butiran kasar harus sedikit. 1.2.2
Perekat
Harus sesuai dengan : 3
Jenis bahan / komponen bahan bangunan yang direkatkan Kekuatan yang harus dicapai Iklim dan cuaca dimana bangunan ditempatkan. Penampakan yang diinginkan Persyaratan mutu sesuai dengan standar mutu yang ditetapkan Jenis-jenis perekat mineral yang digunakan untuk adukan antara lain : Semen Portland, semen Portland Pozolan, semen Pozolan kapur, semen adukan/masonry cement,kapur padam 1.2.3 Air Persyaratan umum air harus bersih dan dapat diminum. Apabila tidak memungkinkan, dapat dipakai air yang tidak menurunkan kekuatan adukan. > 10% dari adukan yang dibuat dengan air bersih. 1.2.4 Bahan tambah Serbuk halus Untuk membuat adukan lebih lecak/plastis (berfungsi sebagai plastimen. Bahan dati gilingan batu ataupun yang lain [tras, semen merah] yang tidak memberikan dampak negatif [retak akibat susut muai tinggi]), bersih dan kekal. Admixture Sebaiknya pemakaian admixture dipertimbangkan dengan baik karena sifat mortar tidak seperti halnya beton dalam kebutuhan terhadap admixture. 1.3 Jenis adukan Jenis adukan dapat digolongkan menurut : 1.3.1 Menurut perekatnya : PC , pasir , air 4
Kapur, pasir, air PC, kapur, pasir, air Kapur, tras, pasir, air 1.3.2 Menurut sifatnya Aduk rapat air (trasraam) : tidak menyerap air, mencegah rembesan air masuk ke tembok Aduk biasa : tanpa penekanan sifat tertentu Kedua macam adukan diatas dapat berupa Aduk pasangan untuk merekatkan bata atau batako Aduk plesteran untuk menutup permukaan atau meratakan permukaan tembok Dalam pembuatan dinding tembok bata tergantung antara lain dari : Sifat dari adukannya Sifat bata yang dipakai Cara kerja dalam pemasangan bata Adukan untuk pasangan harus memiliki sifat Cukup plastis sehingga mudah dikerjakan Menghasilkan rekatan yang baik antara aduk dengan pasangannya Menghasilkan rekatan yang baik antara bata dengan bata Dapat mengisi celah-celah antara bata dengan rapat dan merata, mencegah masuknya air dan memberikan kekuatan yang merata. Susunan campuran (komposisi) antara aduk pasangan dan plesteran dapat dibuat sama ataupun berbeda, tergantung dari sifat bahan dan tujuan pemakaian tembok tersebut 1.4
Perbandingan campuran
5
Sebaiknya dalam perbandingan berat, karena perbandingan dan jumlah bahan dapat dijaga tetap sehingga mutu adukan seragam.Namun perbandingan volume masih banyak dijumpai, karena lebih mudah, volume pekerjaan relatif kecil dan bukan pekerjaan struktural. Dalam buku analisa BOW, pedoman angka bahan adukan sebagai berikut: Jenis bahan
Kadar padat tiap bagian Kebutuhan air untuk tiap
Kapur padam PC Tras alam Semen merah Pasir biasa
bahan 0,325 bagian volume 0,51 bagian volume 0,48 bagian volume 0,57 bagian volume 0,58 bagian volume
bagian 0,225 bagian volume 0,25 bagian volume 0,25 bagian volume 0,175 bagian volume 0,175 bagian volume
Berpedoman angka diatas, misalnya adukan dengan 1 PC : 3 pasir, didapat: 1 x 0,51 + 1 x 0,25 + 3 x (0,58 + 0,875) = 3,025 bagian volume adukan Angka tersebut dapat berubah-ubah, bila: Cara pengisian tidak seragam Kadar air bahan berubah Kehalusan bahan berubah Bahan yang halus dan kering beratnya tiap bagian volume lebih kecil dari bahan yang kasar.Perbandingan campuran bahan dapat juga dilakukan sesuai tujuan penggunaannya. Susunan campuran adukan harus memenuhi sebagian atau seluruh kriteria dibawah ini. Kekuatan, disesuaikan dengan: a. Jenis komponen bangunan yang akan direkatkan. b. Daya rekat yang dibutuhkan. c. Kekuatan konstruksi yang dibuat. Workability, disesuaikan dengan:
6
a. Jenis komponen bangunan b. Cara pengerjaan c. Besar/kecilnya pengerjaan c. Suhu, tingkat penguapan Penggunaan, disesuaikan dengan: Untuk apa adukan tersebut dibuat, seperti: pasangan, plesteran, adukan kedap air, dan sebagainya. 1.5
Sifat adukan segar Sifat penting untuk menghasilkan pasangan bata yang baik antara lain:
lecak, enak dikerjakan, plastis, dapat menahan air, memiliki kekuatan rekatan yang cukup baik, stabil/tidak banyak berubah volumenya, tahan lama dan memberikan penampilan yang baik. Apabila syarat-syarat bahan dan cara pengerjaannya dipenuhi, biasanya hasilnya akan memuaskan.Namun, sifat konstruksi yang dibuat, pertimbangan biaya dan sebagainya, tidak semua sifat tersebut harus dipenuhi untuk mendapatkan hasil yang ekonomis. Beberapa sifat adukan segar perlu diketahui sebagai berikut : a. Kelecakan/ konsistensi Kelecakan tergantung dari jumlah air pencampur. Jumlah air yang tepat dinyatakan sebagai konsistensi normal diukur dengan alat tertentu, dimana mortar memiliki derajat kecairan tertentu.. Sifat lecak berhubungan dengan kemudahan/ enak untuk dikerjakan. Kelecakan yang diukur dengan meja alir (flow table)dari ASTM dilakukan sebagai berikut : Buat adukan dengan perbandingan sesuai kebutuhan. Tambahkan air pencampur secara coba-coba berkisar 50% dari berat semen. Campuran diaduk menggunakan mesin pengaduk sesuai dengan prosedur.Adukan dicetak diatas meja alir, kemudian tuas pada meja alir diputar sehingga meja alir terangkat dan terbanting selama 15 detik sebanyak 25 ketukan. 7
Pelebaran adukan diukur dengan jangka sorong khusus pada tempat yang telah ditentukan. Konsistensi normal adalah rata-rata dari empat kali pengukuran, dinyatakan dalam persen. Menurut ASTM, adukan dinyatakan mempunyai konsistensi normal jika pelebarannya 110 5 %.
b. Keplastisan dan kemudahan dikerjakan (plasticity & workability) Kemudahan dikerjakan diartikan sebagai mudah untuk diaduk dengan sendok tukang batu, dipasang diantara bata, tanpa banyak bahan yang jatuh/ lepas. Sifat ini banyak dipengaruhi oleh kelecakan, daya menahan air, dan plastisitas yang dipengaruhi juga oleh sifat bahan perekat dan kehalusan agregat. Mortar yang mudah dikerjakan, biasanya juga bersifat plastis. Sifat ini sukar diukur secara kuantitatif. Apabila plesteran tembok tidak enak untuk dikerjakan, tidak lecak dan tidak plastis, maka plesteran akan mudah lepas dari bidang plesterannya.
8
c. Sifat dapat menahan air(Water Retentivity) Sifat dapat menahan air (Water Retentivity) berarti setelah adukan ditambah air, ia mampu untuk menahan air tersebut selama beberapa saat untuk memberikan kesempatan bagi adukan mengeras tanpa terlepas. Sifat ini dipengaruhi oleh jumlah butiran halus, serta pembentukan gel dari bahan perekat. Air yang dicampur ke adukan akan melekat pada butir-butir agregat dan perekat sebanding dengan jumlah permukaannya. Hal ini dipengaruhi juga oleh daya kohesi dan adhesinya terhadap air. Butiran semen atau kapur padam jika terkena air akan membentuk gel yang bersifat tixotropik, yang akan menahan air bila tidak ada gaya dari luar, jumlah air tidak berlebihan, dan tidak tejadi perubahan kimia pada gel tersebut. Air yang diserap akan membentuk massa yang keras. Setelah itu sifat tixotropik hilang dan adukan mengeras. Pada kapur padam sifat tixotropik lebih lama karena reaksi kapur dengan udara atau dengan agregat lebih lama. Bila dalam adukan mengandung partikel halus seperti lumpur atau tanah maka sebagian partikel membentuk koloid yang menahan air juga dan air yang diserap tersebut akan terlepas bila udara sekelilingnya kering. Partikel agregat yang kasar, menyerap air lebih sedikit karena luas permukaan kecil serta daya kohesi dengan air relatif kecil terutama jika butirannya padat dan keras sehingga cenderung untuk lebih mudah terjadi bleeding. Sifat dapat menahan air ini diuji di laboratorium dengan mengukur perbedaan kelecakan adukan sebelum dan sesudah diisap airnya. Misalnya sebelum diisap flownya 100 dan sesudah diisap dengan besarnya isapan 5cmHg = 85 maka nilai retentivitasnya = 85 x 100% = 85% 100 Makin kecil nilai retentivitas adukan kurang baik karena mudah untuk bleeding. ASTM C 270 mensyaratkan nilai retentivitas minimum 70%. Nilai 9
retentivitas adukan harus sebanding dengan besarnya daya serap air bata agar daya lekat dan proses pengerasan adukan berjalan sempurna. Untuk mencapai workability yang baik, yaitu dapat dikerjakan dengan baik, diratakan (difinishing) dengan baik dan mempunyai retentivitas yang sesuai, dapat dicapai dengan : Modifikasi bahan perekat Penambahan bahan reaktif atau bahan pengisi Retentivitas dibuat lebih baik sehingga adukan dapat dipertahankan lebih lama Modifikasi agregat halus dan pengisi. Adukan juga harus mempunyai penyusutan serendah mungkin yang dapat dicapai antara lain dengan modifikasi semen. d. Daya serap air bata (suction rate) Diartikan sebagai kemampuan permukaan bata untuk menyerap air pada menit pertama bata tersebut bersentuhan dengan air. Untuk bata dengan ukuran standar sebaiknya daya serap air lebih kecil dari 20 gr/dm2/menit. Untuk memperoleh kekuatan ikatan yang baik harus diseimbangkan antara daya serap air bata dan retentivitas adukan. e. Daya rekat ( bond strength) Merupakan sifat yang penting karena menentukan kekuatan pasangan tembok. Daya rekat ditentukan oleh : 1. Jenis adukan 2. retentivitas adukan 3. daya serap air bata Daya rekat yang kurang baik mempengaruhi ketahanan konstruksi tembok terhadap gaya-gaya horisontal (angin, dll), serta ketahanan tembok terhadap rembesan air. 10
Untuk mendapatkan daya rekat yang baik antara adukan dengan bata perlu diperhatikan hal-hal berikut : Daya serap air bata hendaknya antara 10-20 gr/dm2/menit Untuk bata yang daya serapnya tinggi, agar direndam dulu dalam air supaya tidak menyerap air dari adukannya, serta mencuci debu yang melekat pada permukaan bata. Bila tembok dibuat dari bata tras kapur, jangan direndam air cukup dibasahi permukaannya sebelum dipasang. Aduk yang terbuat dari campuran PC + kapur padam + pasir lebih baik daya rekatnya karena aduk jenis ini memiliki kelecakan (keplastisan) dan workability yang baik. Aduk yang mengandung tras halus atau pasirnya banyak mengandung lumpur, memiliki daya rekat lebih baik. Adukan yang memiliki angka flow 100% berdaya rekat lebih baik dari yang kering. Oleh karena itu jangan menggunakan adukan kering. Ketebalan adukan sebaiknya 10 mm. Untuk mendapat daya rekat yang baik, bidang tembok yang akan diplester dikasarkan dulu dengan aduk cair PC + pasir, tunggu sampai mengeras, basahi dulu baru diplester 1.6 Sifat adukan keras a. Kekuatan adukan Adukan harus mempunyai kekuatan, dinyatakan sebagai kuat tekan yang sesuai dengan kebutuhan konstruksi. Hal ini dapat dipenuhi dengan : Modifikasi perekat Modifikasi agregat Susunan campuran / jenis adukan 11
Kekuatan perlu bagi konstruksi tembok, karena dapat membantu menahan gaya-gaya samping (horisontal ). Dari segi kekuatan, adukan digolongkan menjadi 1. Adukan dengan kekuatan sangat tinggi. Untuk memikul beban langsung. Adukan berfungsi monolit dengan bagian konstruksi yang bersangkutan 2. Adukan berkekuatan tinggi. Untuk memikul beban konstruksi dan mempunyai ikatan cukup kuat terhadap bagian konstruksi yang diberi adukan 3. Adukan berkekuatan sedang Untuk penggunaan luar (eksterior) dimana adukan akan berhubungan terus menerus dengan air, gas, cuaca panas/ dingin, lumut, dsb, serta untuk interior 4. Adukan berkekuatan rendah. Untuk konstruksi yang tidak memikul beban dan terlindung dari pengaruh cuaca. 5. Adukan berkekuatan sangat rendah. Untuk bagian konstruksi di dalam dan terlindung dari pengaruh cuaca. Sifatnya hanya sebagai pengisi, misalnya partisi. Kuat tekan adukan ditentukan dengan cara uji yang sama dengan uji kuat tekan semen Portland.
12
Syarat kuat tekan adukan ASTM C 270 membagi adukan dalam kekuatan (dalam perbandingan volume) sebagai berikut Tipe Adukan
Komposisi
Tipe M
1 PC : min 21/4 pasir 1semen tembok: 1/4kp: min 21/4 pasir 1 /2 PC : 1semen tembok:maks 3 pasir 1800 1PC : 1/4-1/2 kp : maks 3 pasir 1semen tembok : pasirsama dengan 750 volume semen &kapur 1 PC : 1/2-11/4 kapur : pasirsama dengan volume semen &kapur 1 semen tembok : pasir tidak 350 dibatasi 1 PC : 11/4-21/2 kapur : pasir tidak dibatasi 1 PC : 21/2 kapur : pasir tidak 75 dibatasi
Tipe S Tipe N
Tipe O
Tipe K
Kuat Tekan Psi, kg/cm2 2500 psi 172 kg/cm2 124 52
24
5
Menurut spesifikasi Inggris dibagi dalam 5 kelas (dalam perbandingan volume) sbb : 13
Mutu adukan
Kapur pasir
Semen kapur pasir
Semen pasir
Semen pasir&bahan pembantu
Semen tembok pasir
Kuat tekan N/mm2)
1 2 3 4 5
1:2 1:3
1 : 1/2 : 3 1:1/2:41/2 1:1:(5-6) 1:2:(8-9) 1:3:(10:12)
1:3 -
1:4 1:6 1:(7-8) 1:8
1:3 1:41/2 1:6 1:7
7hr 7,0 3,5 1,0 0,7 -
28hr 11,0 5,5 2,5 1,0 -
Di Indonesia belum ada syarat kekuatan, tetapi untuk konstruksi tertentu, dianjurkan untuk menggunakan jenis campuran seperti tercantum dalam Peraturan Bangunan Nasional 1977, sbb (dalam perbandingan volume): PC
Tras
Semen Merah
Kapur padam
Pasir
1 1
1 1 2 1 -
1 1 1 2 -
1 1 1 3 1 11/2 1 1 -
1 2 3 4 3 5 5 5 2 4
1 1 1 1 -
-
1 -
1 1 -
2 1 2 3 4
1 1
-
1
4 3
Tujuan Pemakaian Aduk Perekat Pondasi konst.berat rumah biasa sederhana Dinding rumah Pondasi rumah sederhana Dinding rumah Trasraam dinding Pondasi rumah Plesteran Dinding lama/ baru Dinding baru Trasraam Lantai Anyamanbambu/kawat Dekat laut Dinding
14
Selain itu pasangan untuk dinding bata tras kapur sekurang-kurangnya harus sama dengan kekuatan batanya, seperti : 1kp : 5 tras atau 1/2 PC : 1kp : 7pasir. b. Modulus elastisitas Pada pekerjaan bata yang dibebani secara vertikal yang penting bukan kekuatan tekan tetapi modulus elastisitas yang menentukan beban tekuk pada tembok tersebut. c. Modulus patah Jika dinding tembok dibebani lentur murni oleh gaya-gaya yang melintang dari sisi tembok, maka modulus patah akan menentukan ketahanan tembok terhadap gaya-gaya yang melintang. Kekuatan tarik dan daya rekat penting untuk menilai modulus patah tersebut. Modulus patah tinggi dapat diperoleh dari bata yang memiliki daya serap 5-30 gr/dm2/menit dengan retentivitas adukan yang seimbang. d. Kekekalan bentuk Akibat basah dan kering , dingin dan panas, adukan dapat berubah bentuk terutama memanjang dan menyusut. Apabila pengembangan dan penyusutan besar maka rekatan adukan akan mudah lepas atau retak-retak. Adukan yang gemuk, terlalu banyak butiran halus/ lumpur memiliki susut
15
muai besar dan mudah retak. Susut muai adukan harus sesuai dengan batanya agar mempunyai kekekalan bentuk yang baik. 1,7
Yang harus diperhatikan Yang harus diperhatikan dalam pembuatan adukan, adalah :
1.8
1
Pencampuran merata
2
Kadar air jangan berlebihan
3
Gradasi dengan besar butir maksimum yang sesuai
4
Workability sesuai dengan teknik pemasangan
5
Perawatan secara sempurna. Macam-macam produk bata
a. Terdiri dari : 1. Bata merah/ bata tanah liat dibakar : Bata pejal Masif atau kalau mempunyai lubang , tidak lebih dari 15% Bata berlubang Jumlah luas penampang lubang antara 15% - 35% Bata berongga/ bata kerawang/ hollow brick Jumlah luas penampang lubang antara 35% - 75% 2. Bata tidak dibakar : Bata jenis ini dibuat pejal dan berongga, terdiri dari : Bata tanah stabilisasi Bata tras kapur/ Batako Bata beton b. Ukuran bata 1. Bata merah/ bata tanah liat dibakar :
16
Bata pejal
- Bata M6 : 230 x 110 x 55mm - Bata M5a: 190 x 90 x 65mm - Bata M5b: 190 x190 x 65mm
Bata berlubang- panjang 200,220,240,300mm - lebar
105,115 ( untuk panjang 200-240mm) 175 untuk panjang 300mm
- tebal
52, 71, 115 mm
2. Bata tidak dibakar : Ukuran tebal - 400 x 200 x 200 mm Ukuran tipis
- 400 x 200 x 100 mm
Pada kenyataannya ukuran masing-masing direduksi 10mm. Untuk bata berlubang tebal minimum dinding sel/ rongga bata 20mm untuk bata dengan ketebalan 100 mm dan 25 mm untuk untuk ketebalan 200mm. c.Kuat tekan bata 1. Bata merah/ bata tanah liat dibakar : Bata pejal Terbagi 6 tingkat mutu : 25, 50, 100, 150, 200, dan 250 kg/cm2 Bata berlubang Terbagi 5 tingkat mutu : 50, 100, 150, 200, dan 250 kg/cm2 2. Bata tidak dibakar Sifat fisis
Bata beton pejal I II III
Kuattekanbruto,min . Rata2kg/cm2 100 Kuat tekan bruto masing2 bendauji 2 min.kg/cm 90 Penyerapan air rata2,maks% 25
Tingkat mutu bata Bata beton berlubang IV I II III IV
70
40
25
70
50
35
20
65
35
21
65
35
21
17
35
-
-
25
35
-
17
Syarat kapur
bata
tras
I
II
III
Pejal
I
II
III
Berlubang
d. Ikatan pasangan bata Untuk mendapatkan ikatan pasangan yang baik harus selalu diingat bahwa siar sambungan vertikal tidak merupakan garis lurus. Untuk bata ukuran besar (bata beton atau bata berlubang) pasanagn ikatan bata umumnya disebut ikatan memanjang, dimana siar vertikal berada ditengah panjang bata (strescher bond). Untuk bata ukuran kecil seperti umumnya bata merah ada ikatan memanjang dan ada ikatan silang atau ikatan palang (cross bond) dimana siar vertikal satu sama lain berselang keatas, dalam jarak 1/2 bata. Untuk mendapatkan pasangan bata yang kuat, perlu diperhatikan hal sbb: Usahakan agar jumlah sambungan sesedikit mungkin Seandainya bata harus dipotong usahakan ukuran yang umum misalnya 1/2 bata 1.9
Sifat-sifat pasangan bata Karena sifat fisis dari elemennya, perencanaan
pembuatan besar
pengaruhnya terhadap sifat pasangan bata, maka sifat pengerjaan, sifat aduk pasangan dan rencana konstruksi pasangan bata menjadi penting dan berkaitan satu sama lain . Beberapa sifat yang penting antara lain : a.
Kuat tekan dan kuat lentur Kedua macam gaya ini menyatu menjadi gaya vertikal dan gaya
horizontal. Beban vertikal biasanya tidak melebihi 7 kg/cm2 maka adukpasangan dengan kuat tekan antara 52,5 sampai 175 kg/cm 2 sudah mencukupi. Ketahanan terhadap gaya yang bekerja tersebut dipengaruhi oleh elemen pembentuknya, cara 18
pengerjaan, sifat adukan, luas penampang pasangan, dan keteraturan ukuran bata serta aduk siarnya. Sehubungan dengan itu beberapa hal perlu diperhatikan sbb: Siar adukan 10mm dan tidak lebih dari 14mm. Untuk bata besar tidak lebih dari 18mm.Untuk bata kapur tras/ batako kekuatan adukan harus sama dengan komposisi pembuatan bata misalnya 1kp +(4-6) tras atau 1
/2PC +1kp + 3 pasir.
Dinding tidak memikul beban dapat memakai bata dengan kekuatan 25 kg/cm2. Tebal dinding min.1/2bata.Luas dinding interior tidak lebih dari12m2 dan dinding eksterior tidak lebih dari 6 m 2. Jika lebih maka harus diberi penguat (pilar/rangka beton) Untuk dinding memikul beban dipakai bata dengan kekuatan 50 kg/cm2 keatas. Untuk bata merah sebaiknya ukuran M5b dan tebal dinding min. 1/2 bata. Untuk bata beton tebal min.15cm untuk bata pejal dan 20cm untuk bata berlubang. Tinggi dinding tidak lebih dari 12m. Jika lebih maka tebal dinding min.30cm, pada tiap jarak 2,5 m diberi penguat 20x30cm. b.
Pengaruh basah kering Besarnya susut muai bata dipengaruhi oleh bahan pembuatnya. Bata yang
berpori dapat mengakibatkan naiknya air tanah ke tembok sehingga menjadi lembab. Jika air tanah mengandung sulfat tembok akan cepat rusak. Unuk mencegah hal tersebut dapat dibuat aduk rapat air c.
Susut muai Susut muai bata berkisar 31-33x10-4 inci/ F.Sebagai perbandingan susut
muai beton sebesar 604 x 10-5 inci/ F (separuh dari bata). Walaupun sangat kecil sebaiknya panjang dinding maksimum 30 m dan dilengkapi dengan siar sambungan/ expansion joint. d.
Pengaruh suhu tinggi
19
Pasangan
bata
tanah
liat
lebih
tahan
terbakar
daripada
bata
beton.Walaupun demikian untuk pemakaian tahan api sebaiknya menggunakan bata yang khusus untuk itu, seperti bata samot yang diaduk dengan semen tahan api, karena perubahan panas dan dingin yang ekstrim akan menyebabkan bata biasa mudah retak. Bata dari semen kurang tahan suhu tinggi lebih dari 300C dan akan hancur karena terhidrasi sepenuhnya pada suhu 900C. Dalam uji ketahanan terhadap kebakaran pasangan dinding disembur api hingga suhu 600Cselama waktu tertentu setelah itu disembur air. Kerusakan pada permukaan dinding, misal pengelupasan, diamati. Derajat ketahanan kebakaran pengujian untuk bata tanah liat sebenarnya lebih dari 10 jam walaupun yang dipakai 4 jam. e.
Kemampuan menyekat panas. Sifat menyekat panas yang perlu diketahui ialah kemampuan dinding untuk menahan panas pada bagian muka sedangkan pada bagian dalam tidak –atau kecil- dipengaruhi panas.Makin tinggi sifat menyekat panas berarti makin tinggi kemampuan dinding menyimpan panas dan makin rendah panas yang diserap.Pengukuran akan daya menahan panas ini disebut Waktu tertahan (Time lag).Contoh : Bila bagian luar dinding suhu tertinggi dicapai jam 13.00 dan bagian dalam jam 18.00 maka waktu tertahan = jam 18.00 – jam 13.00 = 5 jam.
1.10 Pekerjaan Plesteran Plester bagian luar dari sebuah bangunan harus awet serta dapat menahan rembesan air dari luar secara merata dan tahan terhadap serangan cuaca.Selain itu harus memperlihatkan warna dan pola permukaan yang menarik. Untuk menghasilkan plesteran yang awet dan bebas dari retak-retak sebaiknya diperhatikan hal berikut :
20
Teknologi serta peralatan yang tepat. Sifat dari bahan plesteran Sifat dinding yang akan diplester Pekerjaan plesteran harus direncanakan dengan memperhatikan antara lain : 1
Teknologi dan alat-alat yang digunakan dalam plesteran Pekerjaan dilakukan dalam 3 tahap yaitu melemparkan aduk ketembok dengan sendok aduk, meratakan dengan roskam dan membersihkan dengan gerakan melingkar menggunakan bilah penggaris.
2
Sifat bahan plesteran Perhatikan pemakaian kapur yang belum terbakar sempurna ataupun sudah terbakar lewat.
3
Lapisan plesteran Jumlah lapisan ideal dua lapis dengan ketebalan10-15mm tiap lapisnya
4
Daya isap permukaan yang diplester Keseragaman daya isap harus dicapai oleh tembok dengan membasahi bata sebelum dipasang, danmembasahi permukaan yang akan diplester.
1.11
Kerusakan pada plesteran
Yang sering dijumpai adalah : Retak-retak serta ikatan yang lemah Retak-retak akibat diskontinuitas Melepuh atau menggembung Permukaan yang tidak rata dan tidak teratur
21
Berlubang-lubang Permukaan yang berlubang-lubang menjadi basah Lunak dan banyak mengandung butiran kapur Alur atau lekuk memanjang dalam plesteran Kerusakan pada bagian luar akibat pengaruh cuaca 1.12
Bahan baku bahan bangunan dari semen/beton Yang dimaksud adalah bahan bangunan yang dibuat menggunakan perekat
hidrolis baik dicetak dipabrik (pracetak) maupun ditempat(insitu). Ditinjau dari berat volumenya, bahan bangunan semen/ beton dibagi menjadi 2 kelompok besar: Bahan bangunan beton berat: berat volume > 1.200 kg/m3 Bahan bangunan beton ringan: berat volume < 1.200 kg/m3 Bahan bakunya menggunakan bahan dasar adukan, sebagai berikut 1. Bahan perekat, terdiri dari gips, kapur padam, semen Portland, semen alumina, dll 2. Agregat, terdiri dari Agregat anorganik alam, seperti tanah, tanah yang bersifat tras/pozolan, pasir dan batu alam, batu apung, serat asbes, dll Agregat anorganik buatan, seperti terak tanur tinggi, artificial light weight aggregate (ALWA), serta fly ash dan sisa bakaran batu bara, dsb. Agregat organik, seperti pulp, limbah kayu, limbah industri ,misalnya serat majun dari limbah industri tekstil, limbah pertanian, serat sisal, jute dari industri karung goni, serat ijuk sabut kelapa, sekam padi, dsb. 3. Bahan pengisi 4. Air 5. Bahan tambah 22
Untuk keperluan khusus dapat menggunakan bahan tambah untuk beton. Yang banyak digunakan jenis tanah dan pigmen. Pigmen sebaiknya oksida logam. Untuk bahan bangunan yang berpori kecil misalnya beton gas/ beton busa bahan tambah yang dipakai pembentuk busa, misal serbuk alumunium atau hydrolyzed albumin yang dicampur dengan agregat, air dan perekat lalu diaduk kemudian dicetak.Tanah yang bersifat pozolan dapat dijadikan agregat atau bahan tambah.
1.13
Proses pembuatan
A. Unsur bangunan berbentuk bata/ blok 1. Bata tanah stabilisasi Bahan utama : Tanah yang distabilisasi dengan PC atau kapur. Tanah yang baik mengandung lempung 10%-35% sisanya tanah mengandung pasir. Pembuatan Tanah dikeringkan lalu diayak dengan ayakan < 5mm Dicampur dengan PC/ kapur lalu diaduk kering Tambahkan air sampai mencapai ‘moisture density’maksimum lalu dipadatkan dan dicetak Disusun ditempat terlindung, jaga agar tetap lembab. Dipasarkan. Contoh komposisi campuran (dalam perbandingan berat) Tanah : kapur = 3 : 1 Tanah : pasir : kapur = 1 : 2: 1/2 23
Tanah : pasir :kerikil : kapur = 3 : 2 : 1 : 1 Tanah : PC = 10 : 1 Tanah : pasir : PC = 8 : 2 : 1 Tanah : pasir :kerikil : PC = 9 : 3 : 6 : (2atau1) Pemakaian Karena kurang tahan air apabila dipakai ditempat yang berair atu kaki tembok dilindungi dengan aduk rapat air/trasraam. 2. Bata tras kapur/ batako Sejenis dengan bata tanah stabilisasi hanya tanahnya bersifat pozolan. Agar hasilnya baik, kehalusan tras alam sebagai berikut : a. Untuk bata pejal : Butir halus < 0,3 mm 30 – 60 %, harus bersifat aktif Besar butir maksimal = 1/4 tebal bata atau maksimal 10 mm. b.
Untuk bata berlubang : Butir halus < 0,3 mm 30 – 60 % Besar butir maksimal 2/3 tebal dinding tertipis bata, atau minimal tebal dinding 25 mm. Komposisi : Komposisi yang baik 1 kp : 4 – 6 tras alam = kuat tekan + 70 kg/cm2 Adukan lebih kurus
1 kp : 8 tras alam
= kuat tekan 15 – 25 kg/cm2
Sama seperti bata tanah stabilisasi dicetak dengan alat sederhana pres ungkit Cinva Ram, dan dirawat di tempat teduh dan dijaga agar tetap lembab.
24
Sifatnya tidak rapat air, penyerapan tinggi, susut muai besar sehingga harus dipakai di tempat dimana perubahan basah kering tidak terlalu basah. Apabila trasnya baik, tahan air kotor, kekuatan akan meningkat jika ditempatkan di tempat yang basah, tetapi perlu dilindungi dengan aduk rapat air atau trasraam. 3. Bata Beton / Conblock Bahan : PC, agregat anorganik mineral (pasir dan kerikil) serta air Syarat agregat sama dengan syarat untuk beton biasa, hanya besar butir dan gradasinya tersendiri sebagai berikut : Butir maksimal 10 mm untuk bata pejal dan 2/3 tebal dinding tertipis untuk bata berlubang FM 3,45 – 3,70 maksimal 4,25 Susunan butir, antara lain sebagai berikut :
Tertahan di
Lolos
Agregat alam
Agregat buatan
Nihil
Nihil
10
0–5%
0–5%
4,8
20 – 30 %
16 – 28 %
2,4
10 – 23 %
21 – 29 %
1,2
10 – 20 %
16 – 24 %
0,6
10 – 20 %
11 – 19 %
0,3
10 – 20 %
6 – 14 %
0,15
5 – 15 %
3–9%
0,15
1,5 – 10 %
3–9%
12,5 mm
Faktor air semen berkisar 0,4 – 0,5. Jika dicetak dengan getaran maka fas dengan agregat padat 0,33 – 0,35. Agregat ringan 0,35 – 0,38. 25
Perbandingan campuran : Agregat alam : Ps dan kerikil alam
= 1 PC : 8 – 12 agregat
Pecahan batu kapur
= 1 PC : 7 – 12 agregat
Pecahan terak tanur tinggi = 1 PC : 8 – 12 agregat Agregat ringan : Sisa bakaran bata / cinder
= 1 PC : 6 – 8 agregat
Lempung belah
= 1 PC : 6 – 9 agregat
Batu apung / pumice
= 1 PC : 4 – 6 agregat
Expanded slag
= 1 PC : 5 – 7 agregat
Untuk bata lantai / paving block
= 1 PC : 4 – 6 agregat / pasir
Pencampuran : Sama dengan untuk beton, atau pengaduk berputar / rotary blade mixer. Untuk agregat padat : Agregat dan semen diaduk kering, baru ditambah seluruh air pengaduk. Untuk agregat ringan : Agregat dulu, tambah 2/3 air, aduk, tambah air semua. Pencetakan : Sebaiknya digetar dengan frekuensi 1500 rpm selama 30 detik. Perawatan : Dalam cetakan 1 hari, setelah itu 21 hari atau 7 hari dengan tekanan uap rendah, atau 12 jam dengan tekanan 8 atm. Pemakaian :
26
Untuk dinding, balok, elemen prategang, lantai (paving block). 4. Bata kapur pasir Tidak dibuat di Indonesia. Bahan : Kapur padam/tohor 4%-10%, pasir dengan silika 85%, min.85%, air sampai adukan lembab dan pewarna maksimum 2 %. Pembuatan Kapur dan pasir digiling halus dalam ballmill 0,1mm Ditambah sedikit air, diaduk Dicetak dengan alat pres yang bertekanan 500-600 kg/cm2 Setelah dicetak, dikeraskan dengan auto clave bertekanan tinggi (10 – 17 atm) selama 8 – 12 jam. Autoclave didinginkan, bata langsung dapat dipakai dengan kuat tekan 380 – 350 kg/cm2 dan berat jenis > 1800 kg/m3. 5. Beton Gas (Celcon / Hebel) Disebut juga beton busa / foamed concrete atau beton cell (cellular concrete) adalah beton yang mengandung gelembung-gelembung udara halus yang tersebar merata. Bahan : Kapur padam, pasir silika halus dan bubuk atau tepung alumunium 100 gr atau 300 gr Pembuatan
untuk setiap M3 beton dengan berat isi 0,32 atau 0,96 kg/dm3
:
Kapur padam dan pasir silika dicampur. Tambahkan tepung alumunium dalam keadaan kering. 27
Tambahkan air sampai menjadi bubur agak cair. Masukkan ke cetakan baja 1/2 – 1/3 volume cetakan. Adonan akan mengembang karena reaksi kapur dan alumunium menjadi H2. Kemudian tunggu sampai cetakan penuh. Masukkan ke dalam autoclave + 1700C dengan tekanan 8 – 14 atm selama 8 – 12 jam. Setelah dingin, blok beton busa dipotong sesuai ukuran yang dibutuhkan. Bahan dapat diganti kapur dengan PC dan pasir dicampur dengan fly ash. Sifat
:
Ringan, susut muai kecil Kuat tekan 70 – 100 kg/cm3 Daya serap air kecil, meskipun berpori, karena seolah disekat oleh busa Mempunyai daya isolasi suara dan panas yang baik karena adanya poripori Mudah digergaji dan dipaku B. Unsur Bangunan Berbentuk Kepingan / Ubin 1. Ubin Semen dan Ubin Teraso Yang membedakan adalah lapisan kepala, dimana ubin ini dibuat tiga lapis : lapisan kaki, lapisan badan dan lapisan kepala. Bahan
:
Semen Portland biasa (tipe I), bila lapisan kepala akan diberi warna, dipakai semen putih. Pewarna / pigmen oksida logam. Agregat :
28
Untuk lapisan kaki : Pasir harus baik, besar butir maksimal 1/5 tebal lapisan. Untuk ubin semen dengan tebal 20 mm dan tebal lapisan kaki 15 mm, besar butir maksimal 3 mm. Untuk ubin teraso, tebal lapisan kaki 2/3 tebal ubin dan butir maksimal juga 1/5 tebal lapisan. Untuk lapisan badan antara : Pasir halus yang digiling bersama-sama semen 1 PC: 4 pasir halus. Untuk lapisan kepala ubin teraso, agregat dari batu pecah 3, 5, 10 mm atau pecahan kulit siput laut yang tebal diayak 10 – 20 mm (disebut juga teralux). Pembuatan : a. Pencampuran bahan : Lapisan kaki : 1 PC : 4 – 6 pasir dengan air sedikit. Lapisan antara : 1 PC : 2 – 4 pasir digiling sampai 80 mesh dengan tebal 3 – 5 mm, untuk menambah kuat lentur ubin. Lapisan kepala -
:
Ubin semen biasa : Bubur semen cair, semen yang diberi air sampai lembab.
-
Ubin teraso dengan agregat banyak : 1 PC : 6 – 8 bubuk teraso dengan kelecakan seperti beton.
b. Pencetakan : Pada alas ditaburkan lapisan kepala, antara, dan terakhir lapisan kaki Di pres dengan tekanan 40-60 disimpan untuk manual dan 100-200 kg/cm 2 jika menggunakan mesin Dikeluarkan dari cetakan, taruh ditempat lembab selama 24 jam c. Perawatan : cara sederhana dengan rendaman 3-7 hari kemudian disimpan di tempat lembab2-3 minggu 29
cara dipercepat dengan diberi uap dan tekanan rendah selama 12 jam Di poles supaya rata.Untuk ubin teraso, pemolesan setelah dipasang minimal 3 hari Sifat-sifat: Kuat lentur min.25 kg/cm2 (kelas III); 30 kg/cm2 (kelasII), 35 kg/cm2 (kelasI). Ketahanan aus , 0,16mm/menit diuji dengan menggosok permukaannya dengan pasir kuarsa halus yang dibebani dengan beban 31/3 kg dengan kecepatan 49m/menit Tidak tahan asam dan senyawa sulfat 2. Kepingan penutup kabel Sebagai pelindung kabel bawah tanah (telepon?listrik agar tidak terkena alat penggali. Ukurannya20 x 30 cm dengan komposisi 1PC : 4-6 pasir. Dibuat dengan di pres.Persyaratan kuat lentur sama dengan ubin semen. 3. Genteng beton Dinamakan sesuai bentuknya seperti Monier, Victoria, Rama, Villa dan sebagainya. Bahan : PC dan pasir( maksimal 2,4mm) dengan komposisi 1PC:3-4 pasir Pembuatan Adukan dicampur dalam keadaan lembab. Dicetak dan dipres. Bila manual lebih cair (fas 0,4-0,5) lalu digilas Alas cetakan dilepas setelah 24 jam, disimpan ditempat lembab 3-7 hari. Jika dirawat dipercepat diberi uap panas Dikerngkan 30
Supaya lebih rapat air, dipulas dengan bubur semen, disempror dengan cat epoxy, dapat/tidak diglasir (melebur pada suhu 300-5000C) Pemakaian Untuk sudut-sudut yang terjal, genteng dipaku ke reng ditempat yang sudah disediakan.Genteng beton dibuat datar agar kuat lentur lebih tinggi. Kuat lentur minimal 50 kg dan tidak menetes jika diuji rembesan air Jumlah 9 buah/m2 sedangkan yang kecil 15-20 buah
C. Unsur bangunan berbentuk lembaran 1. Lembaran semen asbes Bahan
:
80 – 90 % PC + 20 – 10 % serat asbes 3 – 5 mm.Umumnya dari jenis Chrysotile. Pembuatan : Serat asbes diuraikan dengan cara digilas. Dicampur dengan PC dan air dalam jumlah banyak, diaduk. Dari bak pencampur, bubur semen asbes dipindahkan ke bak yang memiliki silinder dan saringan kawat kasa pada bagian atasnya. Pada pemindahan itu silinder berputar sehingga lapisan semen asbes menempel pada kawat kasa. Kemudian lapisan itu berpindah ke kain felt melalui bejana penghisap untuk dikeringkan dengan cara divakum (0,3 – 0,4 atm). Kemudian lapisan ini membelit drum penggulung sampai ketebalan yang cukup. Keliling drum 250 – 270 cm = pj lembaran dan lebar lembaran = pj drum = 120 cm. 31
Setelah itu lembaran dilepas dari drum penggulung, diterima plat datar sebagai penopang untuk pengerasan selama satu malam. Hasil : plat rata. Jika bergelombang, plat penopangnya yang bergelombang, kemudian ditekan dengan plat gelombang juga. Dirawat di tempat lembab 2 – 3 minggu. Sifat
:
Kuat lentur tinggi dapat dipaku dan digergaji tahan api (suhu bakar 6000C) selama 2 jam rapat air dan tahan air. Untuk pipa air tahan tekanan hidrostatik 10 atm. Untuk mengurangi jumlah asbes, diganti dengan pulp, tetapi tidak tahan air. 2.
Lembaran Serat Tumbuhan
Bahan : Serat sisal, majun, pulp 10 – 20 %, semen yang dicampur dengan tepung batu kapur 80 – 90% Pembuatan Serat dipotong 3-5cm, diaduk dengan perekat diberi sedikit air Ditempatkan pada cetakan dengan tebal 2x tebal cetakan (3mm) dipres dengan tekanan rendah Dirawat Dipotong-potong tepinya agar rata. Sifat Tidak tahan air, tidak tahan api ( maksimum 300oC), dapat dipaku 3. Pulp Cement Board
32
Bahan: Pulp (bubur kayu) dan PC Pembuatan : Sama dengan semen asbes Sifat: Tidak tahan air, tidak tahan api 4. Papan semen kayu dan papan wool kayu Papan semen kayu (yumen,wood cement board) dibuat dari pecahan kayu/ wood chip dengan perekat PC. Sedangkan papan wool kayu (wood wool cement board) dibuat dari kayu yang diserut halus/ wood wool Bahan: Kayu 80% dan 20% perekat PC dicampur fly ash atau tepung batu kapur. Pembuatan : Kayu direndam air kapur dikeringkan Diaduk dengan perekat, dicetak dengan ketebalan antara 1-5cm Dirawat Sifat: Isolasi panas dan suara baik. Tahan rayap tapi tidak tahan air. Daya hantar panas maksimum0.08kcal/jam,meteroC. Penyusutan tebal dengan beban 3 kg/cm2 lebih kecil 20%dari tebal asli. Pemakaian:
33
Semua lembaran dapat dipakai untuk dinding, plafond, atap (khusus asbes) dan konstruksi yang tidak memikul beban.
D Unsur bangunan berbentuk pipa, tiang, balok 1. Pipa beton dan saluran air Bahan: 1 PC : 4-5 agregat dengan maksimum butir 1/4 tebal dinding beton yang dibuat Pencetakan: a. Cara tumbukan : Adukan dengan fas 0,4 diisi sedikit demi sedikit secara berlapis-lapis kedalam cetakan dari plat baja. Tiap lapis ditumbuk dan dipadatkan, ratakan permukaannya Buka cetakan dirawat ditempat lembab. Agar lebih tahan air bagian dalam dilapisi pasta semen Pemakaian : Untuk saluran air, termasuk kedalam jenis pipa tanpa tulangan. b. Cara getaran: Adukan yang agak encer (slump + 50 mm) diisi ke dalam cetakan yang bergetar, selama 30 detik setiap lapis pengisian. Penggetaran dengan pin vibrator, penggetar tempel atau meja penggetar. Jika digetarkan setelah setelah penuh maksimum 60 detik. Selanjutnya sama dengan tumbukan, pemakaian sama. c. Cara pusingan/spinning (di pabrik) 34
Adukan dengan slump 50 – 100 mm diisi ke dalam cetakan, kemudian ditutup Cetakan diputar horizontal pada tempatnya 1.500 rpm, adukan melekat ke dinding cetakan, airnya terpisah, dialirkan ke luar Dirawat dengan uap panas. Pemakaian : Pipa bertulang untuk tiang pancang, tiang listrik
d. Cara Packerhead Adukan dengan slump + 50 mm diisikan ke dalam cetakan pipa yang dipasang diatas meja Packerhead = piringan baja yang diberi batang putar ditengahnya, berputar 1.500 rpm dan dapat turun naik. Cara pengisian adukan: piringan baja diturunkan ke alas. Sambil diputar, beton diisi. Piringan ditarik ke atas lambat-lambat, sementara itu adukan melekat ke dinding cetakan akibat putaran. Setelah beton naik sampai ujung pipa, putaran dihentikan. Ujungnya diratakan. Dikeraskan dengan uap tekanan rendah selama 12 jam 2.
Tiang dan Balok.
Cara pembuatannya hampir sama. a. Tiang dan balok penampang persegi. Tulangan dipasang pada cetakan. Dicetak dengan cara digetar. Selanjutnya sama seperti di atas
35
Jika tulangan pratekan, ditarik dulu sampai setengah kuat tarik maksimum, baru diisi beton b. Tiang dan balok penampang bulat. Dicetak dan dipadatkan dengan cara diputar. Dirawat dengan uap panas tekanan rendah 8 – 12 jam Mutu beton > K 225 dan rapat air. Untuk tiang atau balok pra tekan > K 350.
E. Unsur Bangunan Bentuk Khusus 1. Tiang-tiang hias Bahan utamanya beton biasa, dicetak secara khusus sehingga berbentuk khas. Satu – dua hari setelah dicetak, dihaluskan sampai bentuk akhirnya menjadi indah. 2. Barang-barang sanitair: bak cuci/mandi, kloset Beton biasa dengan agregat halus. Bagian yang terlihat, dilapis dengan semen putih, semen berwarna atau bubuk teraso.
1.14
Bentuk-bentuk produk yang dihasilkan
Yang berbentuk bata/blok: Batako/bata tras kapur, bata tanah semen/soil cement block, bata beton, bata untuk lantai, jalan/paving block, dsb. 1. Yang berbentuk kepingan atau ubin: Ubin semen biasa, ubin teraso yang dinamakan sesuai dengan corak permukaan ubin. Genteng beton, kepingan semen asbes yang dibuat semacam sirap.
36
2. Bentuk lembaran: Serat semen untuk langit-langit; semen asbes: baik untuk langit-langit, atap (rata atau bergelombang), atau untuk dinding. 3. Bentuk pipa: Pipa beton tanpa tanpa tulangan atau dengan tulangan. 4. Bentuk balok atau tiang: Tiang beton untuk kabel listrik, tiang pancang atau balok jembatan. 5. Bentuk khusus, didasarkan pada pesanan: Bak beton, closet, septiktank, talang, balok tanda jalan, saluran terbuka, dll. Penamaan lain Penaman lain disebut menurut proses, sifat, bahan yang dipakai, seperti: bata kapur pasir, celcon/hebel, yumen (lembaran/potongan dari pecahan kayu/semen), papan semen wol kayu, beton bermis (beton dari batu apung), bata sekam padi, ferro cement, dll. 1.15
Pemakaian adukan dan bahan bangunan dari semen Adukan dan plesteran dipakai secara luas pada bangunan, sedangkan
bahan bangunan dari semen digunakan sebagai komponen pada bangunan tersebut
37
1.16.
RINGKASAN
Adukan untuk pasangan bata tersusun dari bahan perekat, agregat halus dan air sehingga merupakan campuran yang memiliki kelecakan (konsistensi yang enak untuk dikerjakan/ workable). Bahan adukan terdiri dari perekat mineral, agregat halus, pengisi dan air. Jika diperlukan dapat menggunakan bahan tambah baik mineral maupun kimia. Adukan dapat digunakan untuk aduk pasangan, plesteran, ataupun komponen bangunan berbentuk bata/ blok, kepingan ubin dan genteng, lembaran panel dinding dan penutup atap (plafon), pipa air bersih dan kotor, tiang tiang hias, alat-alat sanitair, dsb. Susunan campuran harus memenuhi kriteria kekuatan, workability, dan peruntukannya. Sifat penting untuk menghasilkan pasangan bata yang baik antara lain: lecak, enak dikerjakan, plastis, dapat menahan air, memiliki kekuatan rekatan yang cukup baik, stabil/tidak banyak berubah volumenya, tahan lama dan memberikan penampilan yang baik. Untuk memenuhi hal tersebut sifat adukan segar yang harus diperhatikan adalah konsistensi normal, workability, kemampuan menahan pelepasan air yang harus
38
diimbangi dengan laju penyerapan air bata, susut muai serta daya rekat adukan. Sedangkan sifat adukan keras meliputi kekuatan tekan, modulus elastisitas dan kuat lentur. Bata yang digunakan untuk pasangan adalah bata tidak dibakar dan dibakar, dengan kuat tekan berkisar 25 – 250 kg/cm 2.Sifat pasangan bata yang harus diperhatikan adalah ikatan pasangan, kuat tekan, kuat lentur, susut muai, pengaruh basah kering, dan kemampuan menyekat panas. Plesteran harus memperhatikan teknologi serta peralatan yang tepat,.sifat dari bahan plesteran, serta sifat dinding yang akan diplester. Hal ini untuk mencegah kerusakan pada plesteran seperti retak-retak serta ikatan yang lemah ataupun karena diskontinuitas, melepuh atau menggembung, permukaan yang tidak rata dan tidak teratur, berlubang-lubang, permukaan yang berlubang-lubang menjadi basah, lunak dan banyak mengandung butiran kapur, alur atau lekuk memanjang dalam plesteran, maupun kerusakan pada bagian luar akibat pengaruh cuaca.
39
1.17
Soal-soal
1. Kriteria apa yang harus dipertimbangkan ketika akan merencanakan pembuatan adukan? 2. Hal apa yang harus diperhatikan pada pembuatan plesteran? 3. Jelaskan tahapan pembuatan komponen bangunan dengan bahan dasar adukan, secara umum. oooooooOoooooo
40
BAB II
TEKNOLOGI BETON 2.1.
Pendahuluan Beton umumnya didefinisikan sebagai batu buatan yang terdiri dari
campuran agregat (alam atau buatan),semen (umumnya PC), dan air; yang setelah mengeras menjadi massa yang padat dan punya kekuatan serta tidak larut dalam air. Beton umumnya mempunyaid kuat tarik kecil tetapi sangat kuat menahan tekan Sesuai dengan berat jenis agregat ,berat isi beton dikelompokkan dalam: Beton ringan density beton keras ≤ 1,8 kg/l agregat ringan Beton normal
,,
1,8-2,8 kg/l agregat normal
Beton berat
,,
≥2,8 kg/l agregat berat
Kelas dan mutu beton sesuai PBI 71 Mutu
’bk
’bm(S=46)
s I
Bo
kg/cm2 -
II
B1
Kela
III
Tujuan
Pengawasan
kg/cm2 -
Non
Mutu agregat Kuat tekan Ringan Tanpa
-
-
strukturil
Sedang
Tanpa
K 125
125
200
Strukturi
Ketat
Kontinyu
K 175
175
250
l
Ketat
Kontinyu
K 225
225
300
Strukturi
Ketat
Kontinyu
> 300
l
Ketat
Kontinyu
>K225 >225
terhadap
Strukturi l
41
Strukturi l
Untuk pembuatan benda uji kuat tekan dan perhitungan diatur sbb: 1.Benda uji berbentuk kubus 15x15x15cm sebanyak 20 buah 2.Kuat tekan dihitung sebagai berikut: Kuat tekan 1 buah benda uji : ’b = P/A, kg/cm2 Kuat tekan rata-rata ’bm = ’b / n Deviasi standar S = (’b -’bm)/n-1 Kuat tekan karakteristik ’bk = ’bm – kS, kg/cm2 dimana k untuk tingkat kegagalan 5% = 1,64 Kelas dan mutu beton sesuai SNI PBI 89 yang diatur dalam SK SNI dan SNI tata cara pembuatan dan perhitungan beton normal tidak mengatur kelas dan mutu beton seperti diatas,tetapi mensyaratkan bahwa untuk pembuatan beton mutu 20 MPa harus dilakukan dalam perbandingan berat dan diawasi secara kontinyu Untuk pembuatan benda uji kuat tekan dan perhitungan diatur sbb : 1.Kuat tekan dihitung sebagai berikut: f’cr = f’c + k x S ,Mpa f’cr = kuat tekan rata-rata yang ditargetkan f’c = kuat tekan yang disyaratkan k
= konstanta untuk tingkat kegagalan/cacat 5% = 1,64
S
= sama dengan PBI 71
2.Benda uji berbentuk silinder Ø15 cm ,tinggi 30 cm,sebanyak 30 buah.Jika kurang dari yang disyaratkan maka dikalikan dengan pengali deviasi standar,sbb: 42
Tabel 2.1. Faktor Pengali deviasi standar, SNI T 15 - 1991 Jumlah benda uji Kurang dari 15
Faktor pengali deviasi standar Rumus khusus **
15
1,16
20
1,08
25
1,03
30 1,00 **Rumus khusus f’cr = f’c + 12 Mpa 2.2
Bahan Baku Pada umumnya bahan baku beton adalah : Bahan Perekat Dapat berupa bahan perekat hidrolis maupun non hidrolis Agregat Berupa agregat halus, agregat kasar, jika perlu dapat ditambahkan filler. Agregat dapat berasal dari alam maupun buatan. Air Bahan tambah Bahan tambah dipakai untuk meningkatkan kinerja beton, jika diperlukan.
Untuk menghasilkan beton, semua bahan baku dengan jumlah yang sudah dihitung sesuai kebutuhan, diaduk baik manual maupun memakai mesin . Lamanya pengadukan, kecepatan putaran mesin, posisi dan bentuk bilah pengaduk, mutu bahan, pemakaian bahan tambah, menentukan kekohesifan beton segar dan mempengaruhi mutu beton secara keseluruhan. Setelah diaduk beton dicetak sesuai bentuk yang dinginkan, kemudian dirawat sampai beton mencapai seluruh kekuatannya pada umur 28 hari atau lebih tergantung bahan bakunya. 2.3
Sifat Umum Beton Beberapa sifat beton yang menguntungkan dapat dikemukakan sebagai berikut : 43
Dapat dicetak menurut bentuk yang dikehendaki Dapat dicor di tempat sehingga memudahkan pekerjaan Mempunyai sifat lebih tahan api Lebih awet dan tahan lama Lebih ekonomis Sebaliknya kerugian menggunakan konstruksi beton adalah : Untuk pembuatan beton yang dilaksanakan di lapangan memerlukan kontrol/pengawasan yang ketat. Keseragaman beton sukar dipertahankan jika kondisi dilapangan berubahubah. Dalam penggunaannya beton dibatasi oleh suatu harga yang diinginkan dalam perencanaan. Jika proses pengerjaan dan perawatan tidak sesuai dengan yang dibutuhkan, mutu beton dapat menurun secara signifikan. 2.4.
Beton Segar
Yang dimaksud dengan beton segar adalah beton yang berada pada kondisi setelah selesai diaduk dan belum mengeras (plastis, sebelum semen mengikat) 2.4.1 Sifat Beton segar Tiga sifat utama beton segar : 1.kekentalan yaitu ukuran untuk menunjukkan kecairan beton 2.Kemudahan mengalir Údalam acuan/cetakan 3.Kemudahan dipadatkan yaitu mudah /sukarnya mengeluarkan udara yang tersekap. Sifat pengerjaan beton Sifat pengerjaan beton tergantung antara lain: 44
Karakteristik bahan Perbandingan campuran Cara pengangkutan dan pemadatan Ukuran, bentuk,kekasaran permukaan acuan/cetakan Jumlah dan jarak tulangan Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat pengerjaan beton : 1
Bahan-bahan campuran : a.Jenis semen b.Kebersihan air c.Penggunaan admixture d.Agregat: ukuran maksimum,
bentuk dan kondisi permukaan, gradasi,
susunan campuran (perbandingan kasar & halus), kebersihan agregat, kadar air dan daya serap air. e.Susunan campuran masing-masing bahan f. Pengadukan rata/tidak 2
Kondisi lingkungan sekeliling : a.Suhu b.Kelembaban c.Kecepatan angin Dinyatakan sebagai kecepatan penguapan air
3
Waktu pengadukan,
4
Stabilitas bahan dalam adukan : Segregasi : beton kasar, sangat encer, bleeding : beton kurus,butir
semen
45
kasar. Jika terjadi ketidak kohesifan campuran diatasi dengan perbaikan susunan campuran antara lain dengan memperbaiki kadar air, kadar pasir, max.besar butir, jumlah butiran halus/filler Ketidak kohesifan beton umumnya disebabkan oleh: kekurangan semen, kekurangan pasir, kekurangan air, kekurangan susunan besar butir agregat tidak baik, A/C dan C/W, kebersihan agregat, cara pengadukan, penggunaan admixture, susunan besar butir agregat tidak baik. Perbandingan agregat-semen yang mempengaruhi sifat pengerjaan beton, secara pendekatan dinyatakan dalam tabel di bawah ini: Tabel 2.2. Pengaruh ukuran max agregat dari gradasi sama terhadap perbandingan agregat-semen dengan fas 0,55 (Mc.Intosh 1964). Ukuran Max
Sifat Pengerjaan
Agregat mm Sukar
Sedang
kerikil
Batu
kerikil
Batu
kerikil
bentuktd
pecah
bentuk
pecah
bentuk
k teratur
Mudah
tdk teratur
Batu pecah
tdkteratu r
9,5
5,3
4,8
4,7
4,2
4,4
3,7
19,0
6,7
5,5
5,4
4,7
4,9
4,4
37,5
7,6
6,4
6,5
5,5
5,9
5,2
2.4.2 Pengujian Beton Segar Sifat yang ditentukan / diuji:
46
1.Konsistensi Workability dinyatakan sebagai kemudahan dikerjakan. Cohesiveness (kekompakan / plastisitas) dinyatakan sebagai tidak terjadi bleeding dan segregasi. Konsistensi diuji dengan cara sbb: a. Alat slump berupa kerucut Abram Pengujian slump ini tidak cocok untuk beton yang sangat kering atau sangat encer. Nilai slump dinyatakan dalam mm,cm,inci. BS
: 4 lapis a’ 25 tusukan tiap lapis
ASTM : 3 lapis a’ 25 tusukan tiap lapis Batas nilai slump (menurut PBI 71) Tabel 2.3: Nilai nilai slump untuk pekerjaan beton Uraian Dinding,pelat pondasi telapak bertulang Pondasi telapak tidak bertulang,kaison,&
Slump (cm) Max 12,5 9,0
Min 5,0 2,5
konstruksi dibawah tanah Pelat,balok,kolom,dinding Perkerasan jalan Pembetonan massal
15,0 7,5 7,5
7,5 5,0 2,5
b. VB (von bährner) konsistometer Terutama untuk beton yang kental. Konsistensi dinyatakan dalam detik.Alat ini jarang digunakan di lapangan, karena membutuhkan sumber listrik. c.Meja Alir (flowtable) Terutama untuk beton yang encer (flowing concrete) 1
ASTM Benda uji dicetak dengan ukuran atas 15cm bawah 20 cm dan tinggi 20 cm diketuk 25X dalam waktu 15 detik
47
D–d F =
X 100 %
F = D – d cm /mm
d
2. DIN Benda uji yang dicetak dengan ukuran atas 13 cm bawah 20 cm dan tinggi 20 cm diketuk 15X dalam waktu 45 detik F = D – d cm d. Kelly ball, hampir sama dengan slump test. Nilai slump ditentukan dari berapa dalam bola dengan tinggi 15,2 cm ( 6 inci) tenggelam di dalam beton e. K slump tester. 2.Berat isi /Bulk density Gunanya: a. Untuk menghitung hasil beton (yield) yang diperoleh dalam pelaksanaan dibandingkan dengan rencana. Total bahan mix design Yield =
____________________
X100% ≥ 90 %
Berat isi beton pelaks . b Mengkoreksi susunan campuran jika B.I. pelaksanaan berbeda jauh dengan B.I. disain / rencana Cara pengujian : Berat didefinisikan sebagai berat isi bersih beton segar dibagi dengan volume silinder. 3. Kadar udara
48
Gunanya untuk mengetahui banyaknya udara yang terperangkap dalam beton segar. Sebaiknya udara dibatasi 2% karena udara dapat menurunkan kekuatan beton. Kadar udara diuji antara lain dengan airmeter 4.Waktu ikat awal Penting diketahui untuk menentukan lamanya pengerjaan beton mulai dari pencampuran sampai penyelesaian akhir/finishing. Diuji antara lain dengan alat penetrometer dimana waktu ikat awal tercapai apabila beton segar tersebut dapat menahan beban 500 psi. 2.4.3.Pengerjaan Beton Segar 1.Perencanaan kebutuhan bahan Di bahas pada bab berikutnya. 2. Pencampuran a.Perbandingan berat. Beton yang di bahas pada bab ini adalah yang bermutu ≥ 20 MPa atau
≥ 225 kg/cm
2
yang susunan campurannya direncanakan dalam
perbandingan berat. b.Perbandingan volume, dilakukan jika tidak terdapat timbangan di lapangan: Konversi dari perbandingan berat,dengan cara bulking,contoh : 1 m³ beton Berat
Volume
Air 200 kg
200 lt
Semen 320 kg
320
= 256 lt
1,25 Pasir 650 kg
650
= 500 lt
1,3 Agregat kasar 1250 kg
1250
= 833 lt
49
1,5 Susunan campuran nominal (nominal mix) Contoh : semen : pasir : agregat kasar 1 bg : 2 bg : 3 bg = 50 kg : 100 kg : 150 kg 3.Pengadukan Dengan cara : Manual Karena tergantung dari tenaga orang & alat yang dipakai , memerlukan waktu yang lama dengan resiko pencampuran kurang rata.Agar campuran rata sebaiknya sekali aduk maksimum 50 liter dengan waktu pengadukan sekitara 10 – 15 menit. Mesin pengaduk : a. Drum Wadahnya berbentuk semacam drum dengan sudu/bilah (blade).mesin pengaduk berputar bersama-sama sudu/bilahnya.kemiringan drum dapat diatur agar pengadukan homogen.Pengisian dan pengeluaran dari arah samping.Ada juga yang drumnya berputar pada arah horizontal kapasitas 250 lt, 500 lt , 1m³. b. Kincir Wadahnya dilengkapi dengan kincir baik berbentuk spiral maupun sudu, yang bergerak kincirnya,sedang wadahnya diam.biasanya untuk pembuatan bata beton. 50
c. Pan mixer Terdiri dari pan / semacam drum yang duduk.Wadahnya berputar, bladenya diam atau sebaliknya. Dapat digunakan untuk beton yang kental sekali. Kekenyalan dan rata atau tidaknya pengadukan dapat langsung terlihat. Umumnya untuk beton pracetak. Kecepatan Putaran Tergantung kapasitasnya,jenis drum 14-20 rpm. Untuk kincir 20- 30 rpm. Untuk pan lambat 12-20 rpm, sedangkan yang cepat 20–60 rpm
tergantung
konsistensi rencana adukan. Ada yang kecepatan putarannya dapat diatur tergantung dari konsistensinya. Lama Pengadukan Tergantung dari : a. Jumlah beton yang diaduk b. Besar butir max agregat c. Kekentalan adukan d. Kapasitas dan efektifitas mesin pengaduk Untuk beton yang terlalu kental,waktu pengadukan ± 2x beton yang normal konsistensinya. Secara umum waktu pengadukan berkisar 5 – 15 menit. Untuk 400 lt beton (kapasitas mixer) ± 1 menit sedangkan kapasitas 4500 lt ± 3 menit. Jumlah beton yang diaduk umumnya ½ kapasitas mesin pengaduk. Jika pengadukan terlalu lama,dapat mengakibatkan : a. Adukan semakin kental karena terjadi penguapan b. Sebagian agregat kasar menjadi aus dan pecah c. Sebagian butir pasir yang lunak dapat hancur sehingga beton makin kental dan penyusutannya besar. 4. Pengangkutan
51
Selama pengangkutan ke tempat pengecoran, kekentalan dan kehohesifan, beton harus terjaga.Di perjalanan beton dapat bertambah kental karena : a. Hidrasi semen b. Penguapan oleh suhu dan agregat Minimal kekentalan beton ketika dicorkan harus kurang lebih sama dengan rencana.Untuk beton yang diaduk pada Batching plant sebaiknya disertai dengan keterangan nama dan alamat Batching plant, tanggal pembuatan, jumlah beton per-m3, jumlah semen per-m3 beton, maksimum besar butir agregat dan susunan besar butir, kekentalan beton, jenis beton dan data pengujian tekan dicatat dengan lengkap. Pengangkutan dapat dilakukan secara : Sederhana : Ember / dolag diangkut orang Kereta dorong Talang Mekanis: Truck (dumptruck) Conveyer belt Crane dengan skip : pengecoran dam, basement, dalam air Trimi : pengecoran pondasi, pengecoran dalam air Pompa 5. Pengecoran Hal-hal yang harus diperhatikan : a. Persiapan pengecoran Antara lain meliputi : Pembersihan cetakan dan bagian-bagian yang akan dicor dari sampah, tanah, minyak. 52
Kecermatan dimensi cetakan dari bagian-bagian konstruksi yang akan dicor. Ukuran, bentuk, dan pemasangan tulangan. Kerapatan cetakan. Letak, kekuatan perancah / penyangga. b. Konsistensi beton Konsistensi beton yang akan dibuat, sesuai / tidak dengan kondisi lapangan meliputi : Suhu Jarak dari tempat pembuatan beton ke tempat pengecoran Dimensi bagian konstruksi yang akan dicor c. Kekohesifan beton : Pada waktu pengecoran, baik dari pengangkutan sampai pengisian cetakan, harus selalu kompak, tidak terjadi segregasi dan bleeding. d. Waktu pengikatan Apabila jarak angkut jauh dan waktu tempuh lama, pengecoran dilakukan sebelum waktu ikat awal tercapai. e. Sambungan dingin (cold joint) Jika pengerjaan beton adalah menyambung antara beton yang sudah kuat dengan beton baru / fresh concrete, sambungan harus diusahakan berada pada posisi netral dalam konstruksi. Untuk pelat dan balok kira-kira di tengah bentang dimana D 0 atau jika terdapat pertemuan dengan balok lain pada jarak 2x lebar balok dari titik pertemuan tersebut. Untuk beton yang kedap air: reservoar, atap, konstruksi di laut, usahakan tidak terdapat sambungan. Sudut sambungan 450. Cara pengecoran 1. Sederhana : 53
Ditumpahkan Dialirkan dengan corong, talang, pipa 2. Dengan bantuan alat : a. Skip
: Untuk beton berukuran besar ( 1 – 3 M3) yang ditumpahkan
sekaligus. Untuk beton yang berhubungan / dalam air. b. Trimi : Untuk konstruksi di bawah air / yang akan terganggu oleh air. Beton dimasukkan dalam pipa yang -nya bertingkat kemudian ditekankan masuk ke tempat beton dicorkan c. Pompa: Memerlukan kecermatan pelaksanaan dalam hal : Mix design beton Jenis peralatan dan pompa disesuaikan dengan jarak, permukaan dan daya pemompaan yang diperlukan. Peralatan yang dipakai pada prinsipnya terdiri dari: bak penampung, mesin pemompa, pipa penyaluran,
pipa-pipa
penyaluran
yang
dapat
dibengkokkan,
dibelokkan, dan diarahkan ke tempat pengecoran. Pengecoran dengan pompa dapat dilakukan untuk berbagai macam konstruksi. d. Spraying / disemprotkan Untuk penggunaan khusus, misalnya : Untuk konstruksi yang tidak memerlukan cetakan pada 2 bidang beton, misalnya : terowongan, kanal (ukuran besar) dsb. Untuk mengisikan beton ke dalam rongga-rongga pada suatu konstruksi yang tidak dapat dikerjakan dengan cara biasa. Untuk perbaikan bidang-bidang tertentu yang tidak dapat dicapai dengan cara biasa. e. Slip Forming Cara pengecoran untuk konstruksi yang mempunyai dimensi sama sepanjang / 54
setinggi tertentu, umpama : silo, menara, cerobong. Cetakan
/ acuannya
adalah untuk
sebagian konstruksi tersebut
dilaksanakan tahap demi tahap sesuai dengan waktu pengikatan beton. Umpamanya waktu pengikatan beton 3 jam, maka setelah 3 jam cetakan ini digerakkan ke atas sampai beton dicorkan. Pelaksanaan Pengecoran 1. Pondasi : Telapak Sumuran : ditumpahkan dengan mencegah segregasi. Jatuhnya beton tegak lurus. Jika miring jangan sampai kena dinding. Plat Pengecoran dengan cara ditumpahkan tetapi dijaga jangan sampai beton mengalir horisontal.Jiksa menggunakan talang,sediakan penampung.Beton jangan
dibiarkan
bertimbunan
baru
dipindahkan,untuk
mencegah
segregasi. 2. Kolom Beton boleh dijatuhkan setinggi < 1,5 m.Beton dimasukkan pada lubang pada bidang sisi cetakan.Jatuhnya beton harus tegak dan lurus dan tidak menyentuh dinding cetakan.Pengecoran dilakukan secara bertahap. Pemadatan untuk kolom dilakukan : Dari dalam dengan penggetar tusuk (pin vibrator) Dari luar dengan menempelkan penggetar pada dinding cetakan. Gabungan dari kedua hal tersebut,tergantung dimensi kolom. 3. Balok
55
Untuk pertemuan balok dengan kolompada tulangan rapat perlu diperhatikan
besar
butir
max.agregat.Beton
jangan
dibiarkan
mengalir
horisontal,untuk mencegah segregasi. 4. Dinding Tinggi jatuh beton jangan >1,5 m.Jika dinding cukup tinggi harus dibagi menjadi
beberapa
tahap
sepanjang
dinding.Kalau
perlu
memakai
corong.Hindarkan sambungan pada tempat yamg berbahaya dan antara beton yang sudah keras dengan yang masih segar.Karena itu kecepatan pengecoran harus disesuaikan dengan dimensi dinding.Untuk dinding yang harus kedap air tidak boleh ada cold joint. 5. Lantai atau Atap. Karena permukaannya terbuka, beton harus dibuat sekental mungkin dengan gradasi agregat yang baik.Dapat dicorkan dengan kereta dorong atau ditumpahkan dengan ember / dolak. Beton tidak boleh mengalir horizontal atau digeser sebagian-sebagian. Sedapat mungkin tidak ada cold joint. Pemadatan dengan pin / vibrator. Segera sesudah pemadatan permukaan beton harus dijaga dari kontak langsung dengan matahari. 6. Pemadatan (vibrating) Dilakukan secara : a. Ditusuk
:
Untuk beton relatif encer (slump 100 mm) dan kekuatan rendah. Dengan cara ini beton tidak dapat menjadi plastis pada waktu pencetakan. b. Digetar
:
Beton menjadi lebih plastis sehingga dapat bergerak mengisi cetakan dengan banyak serta padat. Lama penggetaran tergantung dari : Slump(workability). Makin kental makin lama. 56
Frekuensi penggetar (rpm). Makin tinggi frekuensi makin pendek waktu. Amplitudo alat penggetar. Amplitudo makin besar waktu penggetaran semakinsebentar. Jenis-jenis alat penggetar : a. Pin vibrator internal vibrator Dimasukkan ke dalam beton sedalam tidak lebih dari panjang jarum. Kemiringan jarum tidak boleh lebih dari 300. Alat penggetar dengan fekuensi tertentu mempunyai jarak penggetaran tertentu sekitar 20 – 30 cm. b. Penggetar batang (single/double beam) surface vibrator Untuk lantai, atap, jalan dengan panjang batang 4, 6, 9, 12 meter. Dilengkapi roda dan rel sehingga dapat digerakkan horizontal. Jika terjadi bleeding dilakukan penggetaran ulang/revibrating. Untuk lantai/jalan menggunakan trowel = ruskam yang sekaligus juga sebagai penggetar. c. Penggetar luar (tempel) eksternal vibrator d. Meja penggetar (vibrating table) e. Spinning/dipintal f. Digetar dan dikempa. Tidak digunakan untuk beton konstruksi di tempat. Untuk beton pracetak misalnya untuk pipa, plat, panel, ubin, bata, beton, balok atau konstruksi khusus. Juga untuk beton mutu tinggi pracetak.
57
7. Perawatan (curing) Pengertian: “Curing” adalah usaha untuk memberi kesempatan pada beton mengembangkan kekuatan hingga tingkat kematangan tertentu tanpa terjadi cacat. Curing dibedakan menjadi dua: 1.Curing normal : Suhu udara sama dengan suhu ruangan/air sehingga kematangan ditentukan oleh lamanya waktu perawatan. Selama proses pematangan beton harus cukup diberi air/ kelembaban agar tidak terjadi pelepasan air dari beton. Cara perawatan normal : Memberikan kelembaban cukup di permukaan beton (< 65 % RH) a. Penyiraman ruangan sekitar beton Memberikan embun Membasahi permukaan beton secara periodik b. Perendaman (water curing) Menggenangi permukaan beton untuk waktu tertentu : lantai, plat, atap, jembatan, jalan. Menutup beton dengan pasir basah / kain / bahan menyerap air yang basah. c. Menggunakan curing membrance Dari lembaran plastik, atau terpal d. Bahan kimia yang ditaburkan pada permukaan beton. 2. Curing Dipercepat Mempercepat hidrasi semen karena suhu rendah. Cara perawatan antara lain : Memberikan uap air pada beton. Suhu + 800C disemburkan secara bertahap selama waktu tertentu.
58
Menghembuskan udara panas. Menutup permukaan beton dengan lembaran isolasi panas beton menjadi panas karena panas hidrasi tidak keluar dari beton. Mempercepat pengerasan mis : 1 hari curing normal = 7 hari curing dipercepat. Menutup dengan lembaran isolasi Dengan aliran listrik untuk beton pracetak Dengan uap : o Tekanan rendah : suhu < 800C dalam ruangan curing. o Tekanan tinggi : suhu 2000C, 8 – 16 atm. Merendam dalam air panas, 40 – 500C dengan waktu 4 – 16 jam 2.5
Beton Keras (Hardened Concrete)
2.5.1 Pendahuluan Sifat beton keras dinyatakan dalam : a.Kekuatan. b.Keawetan. Sifat ini diperhitungkan setelah beton berumur 28 hari dimana dianggap proses pengembangan kekuatan telah ,mencapai 100 %. Walaupun demikian,proses pengerasan beton setelah selesai dicetak sampai umur 28 hari harus dirawat secara serius terutama untuk beton mutu tinggi,karena kekuatan dan keawetan beton tergantung dari proses pematangan (maturity) tersebut. 2.5.2
Kekuatan Beton. Kekuatan beton dinyatakan dengan sifat mekanisnya yaitu kemampuan
beton untuk memikul beban yang bekerja padanya,baik sendiri sendiri maupun bersamaan. 59
Kekuatan antara lain dinyatakan dalam: a.Kekuatan Tekan 1. Destruktif
: di laboratorium dengan benda uji kubus atau silinder di lapangan dengan coredrill, lalu diuji destruktif di lab.
2. non destruktif : di lapangan dengan Schmidt hammer test dan Pundit Mutu beton umumnya dinilai dari kuat tekannya. Beton merupakan bahan yang getas,karena itu kemampuan untuk memikul beban tekan jauh lebih besar dibandingkan dengan beban yang lain. Pada PBI 1971 kuat tekan beton dinyatakan dengan kuat tekan karakteristik yaitu kekuatan tekan dari sejumlah benda uji yang menyebar dengan penyimpangan/ deviasi tertentu menurut lengkung Gaus. Kuat tekan karakteristik dinyatakan sebagai ’bk = ’bm – kS. Pada PBI 89 yang diatur dalam SK SNI kuat tekan dinyatakan sebagai kuat tekan yang disyaratkan, dinyatakan sebagai f’c. Hasil perhitungan dinyatakan sebagai kuat tekan rata-rata yang ditargetkan dinyatakan sebagai f’cr = f’c + kS Kuat tekan dipengaruhi oleh : 1. karakteristik bahan 2. susunan campuran 3. suhu pengerasan 4. pengerjaan beton segar 5.
perawatan Pengujian di Laboratorium dilakukan dengan benda uji berbentuk : Kubus : 10X10X10 cm 15X15X15 cm (standar) 20X20X20 cm Silinder:
60
10 cm tinggi 20 cm 15 cm tinggi 30 cm (standar). Pengujian dilakukan pada umur-umur tertentu sesuai dengan pengujian PC.Jika tidak dapat diuji pada umur-umur tersebut,PBI 71 dan SNI T-15_91 memberikan tabel konversi perkiraan perbandingan kekuatan tekan beton. Tabel 2.4. Perkiraan Kuat tekan beton pada berbagai umur menurut PBI 71 UmurBeton(Hr)
3
7
14
21
28
90
365
PC biasa
0,40
0,65
0,88
0,95
1,0
1,2
1,35
PC dg kekuatan
0,55
0,75
0,90
0,95
1,0
1,15
1,20
awal tinggi Kuat tekan dihitung sebagai berikut: Kuat tekan 1 buah benda uji : ’b = P/A, kg/cm2 Kuat tekan rata-rata ’bm = ’b / n Deviasi standar S = (’b -’bm)/n-1 Kuat tekan karakteristik ’bk = ’bm – kS, kg/cm2 dimana k untuk tingkat kegagalan 5% = 1,64 Tabel 2.5. Perkiraan Kuat tekan beton pada berbagai umur menurut SNI T 15 - 91 Umurbeton(Hr) PC type I
3 0,46
7 0,70
14 0,88
21 0,96
28 1,0
90 -
365 -
Kuat tekan dihitung sebagai berikut: f’cr = f’c + k x S ,Mpa f’cr = kuat tekan rata-rata yang ditargetkan f’c = kuat tekan yang disyaratkan k
= konstanta untuk tingkat kegagalan/cacat 5% = 1,64
S
= sama dengan PBI 71
61
b.Kuat tarik Kuat tarik beton walaupun kecil harus diketahui terutama dalam perencanaan jalan beton, landasan pesawat udara, atau pada permukaan yang luas..Komponen-komponen beton disyaratkan dapat menahan tegangan-tegangan tarik akibat perubahan-perubahan suhu dan cuaca. Menentukan kuat tarik langsung adalah sukar karena itu diuji tidak langsung ataupun dengan mengetahui kuat lentur. Kuat tarik tak langsung (splittering cylinder test diuji dengan cara membelah silinder beton tersebut. f’ct = 2P n/mm2 ld
Dimana :
P = beban maksimum l = panjang benda uji d = diameter silinder
Kuat tarik langsung berkisar 0,45 kuat tekan c.Modulus elastisitas Modulus elastisitas beton perlu diketahui dalam hubungannya dengan perhitungan pemakaian
tulangan.
Diuji
dengan
menggunakan
alat
compressometer
menggunakan benda uji silinder 15cm tinggi 30 cm. E = S2 – S1 kg/cm2 2 - 1 Dimana : S2 = tegangan ketika berada pada daerah elastis = 40% tegangan maksimum
S1 = tegangan ketika 1 terjadi 2 =regangan ketika berada pada daerah elastis = 40% regangan
maksimum 1 = regangan tetap = 0,00005
62
d.Kuat lentur statis Merupakan kuat tarik tak langsung. Momen lentur merupakan pengalihan dari tegangan tekan pada bagian atas serta tegangan tarik pada bagian bawah.Balok hancur akibat tegangan tarik dan lentur (modulus of rupture) dihitung menurut : f’lt = P x L
kg/cm2
bd2
Dimana :
P = beban maksimum L = jarak antara kedua perletakan b = lebar balok d = tinggi balok
Kuat lentur kira-kira 0,7 √kuat tekan 2.5.3 Keawetan Beton Keawetan dinyatakan dengan ketahanan terhadap kemunduran mutu akibat pengaruh intern dan ekstern. Pengaruh intern: 1.Karakteristik bahan Makin baik dan makin tinggi karateristik dan mutu bahan, makin awet beton tersebut. 2.Reaksi alkali agregat
63
Agregat yang reaktif akan bereaksi dengan alkali pada semen yang mengakibatkan agregat mengembang sehingga beton menjadi retak dan terurai 3.Perubahan volume Reaksi kimia semen dan air → beton mengering Perbedaan suhu → basah kering berganti-ganti Tertahannya perubahan volume oleh gaya luar dan dalam → retak-retak 4. Daya serap dan permeabilitas Permeabilitas : daya tembus : kemudahan air mengalir melalui beton Daya serap : kemampuan beton untuk menghisap air kedalam poriporinya. Dipengaruhi oleh : a. Faktor air semen yang besar b. Adanya udara yang tersekap pada beton setelah aelesai dipadatkan c. Kehalusan butiran semen d. Komposisi kimia semen e. Segregasi pada saat pengecoran Pengaruh ekstern: 1. Pengaruh lingkungan Pembekuan dan pencairan : mengakibatkan perubahan volume, timbul retak-retak halus Perbedaan kelembaban : akibatnya akan menyusut dan memuai bergantiganti Pengaruh cuaca terutama untuk beton yang di luar, akibat hujan dan angin akan menyebabkan beton terkikis 2. Pengaruh kimia : umumnya menyerang semen Serangan alkali :
64
Ca(OH)2
larut dalam air yang mengandung CO 2. Karena terjadi
pengapuran ini dapat timbul retak-retak dan penyusutan sehingga keawetan dapat berkurang. Hal ini dapat terjadi, antara lain karena: a. Pada bangunan yang berhubungan dengan air, terdapat bagian yang retak. b. Daerah kropos karena terjadi segregasi. c. Siar-siar pelaksanaan yang jelek d. Banyak pori e. Menyerap air hujan/tanah yang mengandung CO2 Serangan sulfat: Sulfat bereaksi dengan Ca(OH)2 dan C3A membentuk Calsium Sulfat dan Calsium Sulfoaluminat. Jenis magnesium sulfat yang paling serius mengakibatkan pengembangan volume dan rusaknya beton. CaCl mengurangi ketahanan beton terhadap sulfat. 3. Pengausan : terjadi akibat : Aliran air yang cepat sehingga terjadi lubang-lubang (erosi kavitasi) Adanya bahan-bahan pengaus dalam air Tiupan angin kencang Gesekan dan benturan lalu lintas Cara pencegahan antara lain: Aliran hidrolis setenang mungkin. Di tempat-tempat kritis harus diperkuat dengan bahan-bahan tahan terhadap erosi kavitasi Mutu beton dipertinggi Menggunakan agregat keras 2.6
Pemakaian Beton Konstruksi beton dapat digunakan hampir di seluruh bidang pekerjaan konstruksi baik diatas tanah, di dalam tanah, di dalam air baik air tawar maupun air laut. Tidak jarang dalam pemakainannya dikombinasikan dengan bahan lain seperti baja atau polimer.
65
2.7
Rancangan Campuran Beton Normal
Untuk menghitung banyaknya bahan pembentuk beton dalam setiap meter kubik, dapat dihitung dalam berbagai cara. Di Indonesia, perhitungan rancangan campuran yang dibakukan dalam SK-SNI T 15 – 1990 – 03 diambil dari Departmen of Environmental ( DoE ) British Standard, dengan berbagai penyesuaian terhadap kondisi di Indonesia Metode rancangan campuran lain yang banyak dipakai adalah yang berasal dari American Concrete Institute dan Portland Cement Asosiation.
2.8
Langkah-langkah Perancangan dengan metoda SK SNI T 15 – 1990 – 03
Sebelumnya ada tiga faktor yang harus dperhatikan dalam merancang campuran cara ini, yaitu : 1. Harga- harga yang didapatkan dari tabel dan grafik dimaksudkan untuk I meter kubik beton. 2. Agregat dianggap berada pada kondisi jenuh permukaan kering ( ssd ) sehingga harus dilakukan koreksi terhadap kadar air agregat yang sebenarnya. 3. Suhu dasar adalah 20 0 C sehingga harus dilakukan koreksi terhadap kadar air pada suhu sebenarnya karena adanya penguapan saat proses pengerjaan beton. Langkah-langkah dalam melakukan hitungan rancangan campuran beton, adalah sebagai berikut : 1. Tuliskan besarnya kuat tekan yang disyaratkan, sebagai contoh 30 N/mm 2 pada umur 28 hari, pada butir 1. 66
2. Tentukan besarnya deviasi standar, diketahui atau diperkirakan, tulis di butir 2, misalnya diambil 5 N/mm2 3. Hitung nilai tambah margin, yaitu K x S = 1,64 x 5N/ mm2 = 8,2 N/ mm2 4. Kuat tekan rata-rata yang ditargetkan = butir 1 + butir 3 = 30 + 8,2 = 38,2 N/ mm2 5. Jenis PC yang dipakai tipe I. 6. Bentuk agregat kasar: batu pecah Bentuk agregat halus: pasir alami 7. Untuk mencari FAS bebas, tentukan dulu benda uji yang akan dipakai dalam trial mix, contoh diambil benda uji silinder.Lihat tabel 2. Menurut tabel.2: Beton dengan agregat kasar batu pecah, FAS 0,5, semen Portland tipe 1, benda uji silinder, mempunyai kuat tekan 37 N/mm2. Setelah itu lihat Grafik 1. Tarik garis mendatar (horizontal) dari angka 370 kg/cm2 hingga memotong tegak lurus garis FAS 0,5. Lihat apakah terdapat kurva kekuatan agregat pada perpotongan tersebut. Jika tidak, buat kurva baru pada perpotongan tersebut sebagai garis kerja kekuatan agregat 37 N/mm2. Tarik garis hosontal dari kuat tekan rata-rata 38,2 N/mm2 memotong kurva agregat yang baru. Tarik garis vertikal kebawah dari titik perpotongan tersebut untuk mendapatkan besarnya FAS. Dari contoh di dapatkan FAS 0,49. 8. Jika ditentukan, tulis besarnya FAS maksimum. 9. Tulis besar nilai slump. Sebagai contoh ditetapkan 30 – 60 mm. 10. Tulis ukuran agregat maksimum. Sebagai contoh ditetapkan 20 mm. 11. Kadar air bebas , lihat tabel 6. Nilai slump 30 –60 mm, ukuran besar butir maksimum agregat 20 mm, jenis agregat kasar batu pecah, agregat halus 67
pasir alam, kadar air tidak dapat diambil langsung dari tabel, tetapi dihitung dari rumus : 1/3 agregat kasar + 2/3 agregat halus. Dari contoh, kadar air bebas = 1/3 x 210 kg + 2/3 x 180 kg = 190 kg. Karena tidak ditetapkan secara pasti, koreksi air terhadap suhu dapat ditambahkan pada kadar air ini., atau terakhir setelah semua perhitungan selesai. Jika ditambahkan pada tahap ini maka kadar air = 190 kg + 10 kg = 200 kg/m3 12. Kadar semen dihitung dari no.11 dibagi no 7 = 200 : 0,49 = 408 kg/m3 13. Kadar semen maksimum diisi jika ditetapkan 14. Kadar semen minimum diisi jika ditetapkan 15. Faktor air semen yang disesuaikan diisi jika no.13 dan 14 ditetapkan. 16. Susunan besar butir agregat halus: dari laboratorium didapat zona II. 17. Persen agregat halus dilihat dari grafik 10 untuk besar butir maksimum agregat 20 mm, kolom slump 30 – 60 mm, FAS 0,49, susunan butit zona II, didapatkan 34% - 40 %, diambil rata-rata 37%. 18. Berat jenis relatif agregat ( kering permukaan ) dihitung = 34% x 2,62 + 66% x 2,64 = 2,63. 19. Berat isi beton dilihat dari grafik 13 diambil rata-rata 2365 kg/m3 20. Kadar agregat gabungan = 19 – ( 12 + 11 ) = 1757 kg/m3 21. Kadar agregat halus no.17 x no.20 = 37% x 1757 = 650 kg/m3 22. Kadar agregat kasar = 1757 – 650 = 1107 kg/m3 Campuran beton rencana untuk 1 m3 beton : Semen
= 408 kg
68
Air
= 200 kg
Agregat halus
= 650 kg
Agregat kasar
= 1107 kg
Berat isi beton segar rencana = 2365 kg/m3 Koreksi air agregat : 1.Agregat halus : penyerapan air 2,1 %. Kadar air 1,9 % Koreksi : ( 2,1% - 1,9% ) x 650 kg = 1,3 kg 2.Agregat kasar : penyerapan air 1,1 %. Kadar air 1,3 % Koreksi : | 1,1% - 1,3% | x 1107 kg = 2,2 kg Campuran beton pelaksanaan untuk 1 m3 beton : Semen
= 418
kg ≈ 418 kg
Air = 200 + 1,3 – 2,2
= 199,1 kg ≈ 199 kg
Agregat halus = 650 – 1,3
= 648,7 kg ≈ 649 kg
Agregat kasar = 1107 + 2,2
= 1109,2 kg ≈ 1109 kg
Berat isi beton segar pelaksanaan = 2365 kg/m3 2.9.
Tabel Dan Grafik Rancangan Campuran Tabel dan grafik rancangan disajikan dibawah ini
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
2.10RINGKASAN
Beton umumnya didefinisikan sebagai batu buatan yang terdiri dari campuran agregat (alam atau buatan),semen (umumnya PC), dan air; yang setelah mengeras menjadi massa yang padat dan punya kekuatan serta tidak larut dalam air. Pembahasan beton dibagi menjadi beton segar, perawatan, beton keras, keawetan, serta rancangan campuran beton. Pada beton segar dibahas sifat dan pengujian yang dilakukan meliputi konsistensi dan workability, berat isi, kadar udara dan waktu ikat awal. Selanjutnya
pengerjaan
beton
segar
meliputi
pencampuran,
pengadukan,
pengangkutan, pengecoran dan pemadatan. Beberapa hal harus diperhatikan agar pembuatan beton berhasil sesuai rencana. Perawatan dibedakan menjadi perawatan normal dan dipercepat. Pembahasan beton keras meliputi kuat tekan destruktif dan non destruktif serta perhitungan kuat tekan beton hasil uji di laboratorium, kuat tarik belah, modulus elastisitas, dan kuat lentur. Keawetan beton ditinjau dari pengaruh internal seperti mutu bahan, reaksi kimia agregat dan semen, proses pengerjaan dan perawatan beton, serta pengaruh eksternal meliputi pengaruh lingkungan seperti pembekuan dan pencairan yang mengakibatkan perubahan volume dan timbul retakretak halus, perbedaan kelembaban yang mengakibatkan susut dan muai bergantiganti, pengaruh cuaca terutama untuk beton yang di luar, akibat hujan dan angin akan menyebabkan beton terkikis, lingkungan yang mengandung kimia agresif serta pengausan. Rancangan campuran beton normal mengikuti metode SK-SNI yang diambil dari metode DoE BS bertujuan mengetahui kebutuhan bahan pembuat beton untuk setiap meter kubik beton normal.
2.11 Soal-soal 79
1. Pada pembuatan campuran uji coba di laboratorium, pengujian apa yang mutlak perlu dilakukan untuk beton segar dan beton keras (masing-masing 2). Jelaskan alasannya. 2. Sebelum pengecoran dimulai, hal-hal apa yang harus diperhatikan agar sesuai dengan rencana (5). 3. Untuk pengecoran di lapangan, apa yang harus diperhatikan pada pengecoran balok, kolom dan plat (masing-masing 2). 4. Jika struktur beton yang sudah terpasang tidak sesuai dengan rencana, jelaskan langkah-langkah apa yang harus ditempuh ( 2 ). 5. Hal apa yang paling penting diperhatikan pada proses pengerjaan beton agar beton mempunyai keawetan maksimum ( 3 ). 6. Akan dibangun pusat perbelanjaan di kota Jogja. Mutu beton rata-rata 40 MPa. Untuk merancang campuran beton data yang ada sebagai berikut: Agregat kasar batu pecah; BJ ssd 2,61; besar butir maksimum 10 mm; penyerapan air 1,1%; kandungan air 0,9%. Agregat halus berasal dari letusan gunung Merapi; BJ ssd 2,58; penyerapan air 2,1%; kandungan air 2,1%; masuk Zone III BS; jumlahnya 38% = 674 kg. Faktor air semen 0,48 dengan air yang sudah dikoreksi terhadap suhu 190 kg. Hitung kebutuhan bahan pelaksanaan untuk 1 m3 beton.
OooooooOooooo0
80
81
BAB III BETON RINGAN 3.1
Pendahuluan Beton ringan adalah beton dengan berat isi (unit weight) lebih rendah dari
2200 kg/m3. Karena berat isinya rendah, maka ada beberapa keuntungan menggunakan beton ringan, diantaranya: A. Dapat memakai pemakaian besi tulangan, karena berat sendirinya rendah, sehingga momennya kecil B. Dengan beton ringan, dapat menghemat pemakaian tiang formwork C. Dapat mengurangi ukuran pondasi D. Memiliki isolasi panas (thermal insulation) yang tinggi atau thermal conductivity yang rendah Kerugiannya adalah kuat tekannya relatif rendah dan tidak tahan terhadap abrasi 3.2
Klasifikasi beton ringan:
Ada tiga cara pembuatan beton ringan: A. Menggunakan agregat ringan yang porous dengan BJ < 2,4. Nama betonnya dari jenis agregat ringan yang digunakan B. Memperbesar pori dalam beton, atau masa mortarnya, dengan cara menggunakan udara. Betonnya disebut aerated, cellular foamed atau gas concrete
82
C. Dengan mengurangi agregat halus (pasir) dari campuran betonnya. Betonnya disebut no fines concrete. Umumnya beton ringan lebih mahal dari beton normal. Dan dalam pengerjaannya, baik dalam waktu pencampuran, pengadukan serta pemadatannya memerlukan perhatian yang tinggi dibandingkan beton normal. Pemakaian beton ringan dapat digunakan untuk struktural maupun non struktural (dinding penyekat dsb). Menurut ASTM C 330—77 beton ringan struktural > 17 MPA (benda uji silinder, umur 28 hari) dan dengan berat isi tidak lebih dari 1800 kg/m3. Untuk beton non struktural (dinding penyekat) umumnya memiliki berat isi kurang dari 800 kg/m3 dengan kuat tekan antara 0,7 MPa sampai 7 Mpa 3.3
Agregat Ringan Sifat dasar dari agregat ringan adalah memiliki porositas yang tinggi,
sehingga berat jenisnya rendah. Beberapa agregat ringan dapat terbentuk secara alami atau dengan cara dibuat. a. Agregat alam, yang terutama dari jenis ini adalah diatomite, pumice, scoria, volcanic cinders dan tuff. Kecuali diatomite, yang lainnya adalah batuan vulkanik b. Agregat buatan, dalam pembuatannya dikenal dua cara, yaitu: dibakar sehingga mengembang didinginkan pada saat mengembang Contoh agregat buatan adalah: expanded clay, shale, slate, expanded blast furnance slag, breeze, lytag, clinker aggregate Sifat fisik agregat ringan
83
1.
Bentuk tidak beraturan dan kasar permukaannya
2.
Porositasnya tinggi
3.
Berat jenis tergantung besar maksimum butirannya
4.
Penyerapan airnya tinggi
Pemakaian agregat ringan dalam beton serta berat isinya dapat dilihat pada diagram dibawah ini :
3.4
Beton Agregat Ringan Dari gambaran diatas ternyata pemakaian beton ringan sangat luas sekali
dengan menggunakan beberapa jenis agregat. Berat isi beton bervariasi antara 300 sampai 1850 kg / m3 dengan kuat tekan antara 0,3 – 40 MPa. Kekuatan lebih dari
84
60 MPa dapat dicapai dengan memperbanyak kadar semen ( 560 kg / m3 ). Kekuatan beton selain dipengaruhi kepadatan agregat juga dipengaruhi oleh jenis agregatnya. Pada umumnya pada beton ringan , untuk mencapai kekuatan yang sama dengan beton normal membutuhkan semen lebih banyak 2 sampai 3 kalinya. Pemakaian agregat ringan yang hampir sama karakteristiknya perlu diuji terlebih dahulu , karena akan memberikan sifat yang berlainan pada beton. Sifat pada beton akan sangat dipengaruhi oleh gradasi agregat , kadar semen, faktor air semen dan tingkat pemadatannya. Selain sifat workability pada beton ringan faktor lainnya seperti kekuatan , density, penyusutan dan konduktivitas panas dapat dilihat pada grafik dibawah ini :
85
3.5
Pemakaian Beton Ringan Karena pada umumnya beton ringan workabilitynya rendah , maka sebaiknya
pembuatannya dilakukan di pabrik ( pre fab ) daripada dibuat di lapangan ( in situ ) , karena di pabrik pengerjaannya dapat diatur. Jika akan menggunakan tulangan , perlu diperhatikan ketebalan selimut betonnya yaitu kurang lebih 2 ( dua ) kali tebal selimut beton pada beton normal. Untuk beton ringan yang menggunakan clinker aggregate tidak diijinkan menggunakan tulangan. Sifat Beton Agregat Ringan
86
Sifat beton agregat ringan yang perlu diperhatikan selain memiliki berat isi yang rendah dan isolasi panas yang tinggi , sifat lainnya adalah : Perbandingan kuat tarik dan kuat tekan tidak begitu jauh dibandingkan dengan beton normal Modulus elastisitas sekitar 0,5 s/d 0,75 nya dibandingkan dengan beton normal pada kekuatan tekan yang sama Koefisien daya serap bunyi 2 kali lebih baik dari beton normal Ketahanan terhadap api , lebih tinggi dibandingkan dengan beton normal 3.6
Beton mengandung udara ( Aerated Concrete) Telah dijelaskan dimuka bahwa cara lain untuk mendapatkan beton ringan
yaitu dengan memasukkan gelembung udara ke dalam mortar pada waktu masih plastis, sehingga membentuk benda yang menyerupai busa. Gelembung udara dalam ukuran yang kecil ( 0,10 dan 1,00 mm ) harus stabil di dalam beton , baik pada waktu dicampur ataupun pada waktu dipadatkan. Pada umumnya beton seperti ini tidak mengandung agregat kasar. Ada 2 ( dua ) cara untuk melakukan pengisian udara ke dalam beton yaitu :
1. Beton gas Didapat dengan cara reaksi kimia antara bahan yang menimbulkan gas di dalam mortar. Mortar harus dapat memiliki konsistensi yang baik ( tidak terlalu encer ) agar gas yang terdapat di dalamnya tetapdan tidak keluar. Kecepatan terbentuknya gas, konsistensi mortar dan waktu pengikatan harus tepat..Zat kimia yang
biasa digunakan adalah serbuk aluminium dengan
konsentrasi 0,2 % dari berat semen yang dapat menghasilkan gelembung udara . Selain itu juga digunakan seng atau aluminium paduan. 87
2. Beton busa ( foamed concrete ) Dihasilkan dengan cara menambahkan ke dalam campuran sejenis bahan yang menghasilkan busa. Umumnya dari jenis Hydrolized Protein atau sejenis resin soap yang stabil pada saat dicampur dengan kecepatan tinggi. Aerated concrete dapat menggunakan agregat atau tanpa agregat. Umumnya digunakan untuk pemakaian non structural yang memerlukan isolasi panas dengan kepadatan 300 kg/m3 atau kepadatan 200 kg/m3. Jika digunakan agregat yang sangat halus sebagaian besar memiliki kepadatan antara 500 sampai 1100 kg/m3. Kekuatan dan konduktivitas panas dari beton ini sangat tergantung dari kepadatannya. Beton dengan kepadatan 500 kg/m3 dapat mencapai kekuatan antara 3 – 4 MPa dengan konduktivitas panas 0,10 J/m²s°C/m. Untuk beton dengan kepadatan 1400 kg/m3 dapat mencapai kekuatan antara 12 – 14 MPa dengan konduktivitas panas 0,4 J/m²s°C/m. Konduktivitas panas sangat tergantung dari kadar air. Dengan kadar air sebesar 20 % maka konduktivitas panasnya bisa mencapai 2 ( dua ) kali lipat disbanding beton kering mutlak. Aerated concrete mempunyai sifat-sifat fisik sebagai berikut : Memiliki modulus elastisitas antara 1,70 sampai dengan 3,50 GPa Memiliki perubahan panas, penyusutan dan perubahan kadar air yang tinggi( kadang lebih tinggi dari beton agregat ringan pada kekuatan yang sama ). Tapi sifat ini dapat diperkecil dengan perawatan dengan high pressure steam Memiliki sifat konduktivitas thermal rendah dan sifat tahan api lebih tinggi dibandingkan dengan beton normal Memiliki penyerapan air yang tinggi dan tahan terhadap pembekuan Mudah digergaji dan dipasang paku 88
Untuk mencegah supaya tulangan tidak berkarat, tulangan harus dilindungi dengan bahan anti korosi seperti aspal, epoxyresin Merancang campuran beton mengandung udara Untuk merancang campuran beton ini dapat menggunakan metode DOE atau metode SK-SNI. Hal yang perlu diperhatikan apabila beton mengandung gelembung udara adalah kuat tekannya, karena setiap prosentase kadar udara yang terdapat pada beton , kekuatan tekannya akan turun 5,5 %. Sedangkan kekuatan tariknya turun kurang lebih 4 %. Demikian pula dengan workability beton menjadi bertambah, sehingga akan mengurangi jumlah air pengaduk. Sebagai contoh apabila kuat tekan yang direncanakan sebesar 300 kg/cm2, dengan kandungan udara 5 % dan nilai slumpnya 30 – 60 mm, maka kekuatan tekan rencananya perlu dipertinggi menjadi : ( 300 : 1 – 0,055 x 5 ) = 414 kg/cm2. Sedangkan nilai slump rencana dapat dikurangi menjadi 10 – 30 mm 3.7.
No Fines Concrete Jenis lain dari beton ringan adalah no fine concrete yaitu beton ringan yang
mengandung pasir sangat sedikit, sehingga kelihatannya hanya mengandung pasta semen dan agregat kasar saja . Bahkan beton ini dapat dibuat tanpa agregat halus. Dengan pori - pori yang besar, maka kekuatannya menjadi lebih rendah. Hal ini tidak akan mengakibatkan terjadinya perubahan kadar air di dalamnya , karena tidak ada pori-pori kapiler. Biaya pembuatan beton ini menjadi lebih ringan karena kadar semennya rendah antara 70 sampai 130 kg/m3 beton. Hal ini disebabkan karena berkurangnya luas permukaan butiran.Kepadatan beton tergantung pada gradasi agregat kasarnya. Beton ini apabila menggunakan agregat normal berat isinya
89
bervariasi antara 1600 sampai dengan 2000 kg/m3. Apabila menggunakan agregat ringan berat isinya hanya 640 kg/m3. Ukuran butiran yang biasa digunakan adalah 9,50 mm sampai 19 mm dengan 5 % diatasnya dan 10 % dibawahnya tetapi tidak boleh ada agregat yang lebih kecil dari 4,75 mm. Kadang – kadang butiran agregat yang lebih besar dari 50 mm juga dapat digunakan Perb. Agr / Semen 6 7 8 10
FAS 0,38 0,40 0,41 0,45
Berat Isi ( kg/m3 ) 2020 1970 1940 1870
Kuat Tekan 28 hari ( MPa ) 14 12 10 7
Pemadatan beton dengan vibrator tidak boleh terlalu lama , tidak boleh dengan cara ditusuk-tusuk karena keduanya dapat menurunkan pasta semen, sehingga kepadatannya tidak merata. Demikian juga pasta semennya tidak boleh terlalu encer. Pengujian workability hanya dilakukan secara visual dengan melihat sampai seberapa tebal pasta semen menyelimuti agregat. Untuk menentukan kadar air dalam campuran dapat diambil 180 kg/m3 beton. Kadar semennya tergantung dari kuat tekan yang diharapkan ( lihat tabel diatas ). Sedangkan campurannya harus dicoba-coba karena banyak factor yang menentukan terhadap penampilan ( tebal selimut pasta semen terhadap agregat ) dan kekuatan beton ini. Dalam prakteknya campuran sangat bervariasi dengan campuran kurus antara 1 : 10 ( perbandingan semen dan agregat dalam perbandingan volume ) memerlukan semen 130 kg/m3 dan 1 : 20 kadar semennya 70 kg/m3. Karena dalam beton ini tidak terdapat agregat halus , maka daya kohesinya menjadi kecil sehingga pemasangan cetakan memerlukan waktu agak lama sampai kekuatan betonnya memenuhi syarat. Perawatan dalam tempat lembab ( curing normal ) sangat diperlukan terutama pada musim panas ( kering ). Hal ini untuk mencegah 90
pasta semen yang sangat tipis cepat kehilangan air, sehingga proses hidrasi tidak sempurna. Sifat beton kerasnya adalah sebagai berikut : Perbandingan kuat lentur dan kuat tekannya kurang lebih 30 % lebih tinggi dibandingkan dengan beton normal Modulus elastisitasnya 2,50 sampai 3,0 kali lipat kuat tekannya Penyusutan lebih kecil dibandingkan dengan beton normal , berkisar antara 120 – 200 x 10 6־ Tahan terhadap pembekuan Sangat tinggi penyerapan airnya yaitu dapat mencapai 25 % dari volumenya , sehingga tidak diijinkan untuk pondasi atau konstruksi yang selalu bersentuhan dengan air Beton ini tidak umum menggunakan tulangan. Apabila disyaratkan harus menggunakan tulangan, maka tulangannya perlu dilapisi dengan pasta semen setebal 3 mm atau dapat dilapisi dengan shotcrete 3.8.
Beton limbah kayu (Sawdust Concrete) Kadang-kadang diperlukan beton yang mudah digergaji atau dipaku yang
biasanya digunakan untuk dinding atau plafond. Untuk menghasilkan beton seperti itu dapat dibuat dengan campuran semen dengan serbuk gergaji ( sawdust concrete ). Selain serbuk gergaji dapat juga digunakan bahan lain seperti serutan kayu, sekam padi atau limbah kayu lainnya. Batu apung dan expanded polystyrene dapat pula digunakan pada beton ini. Serbuk gergaji yang digunakan harus bersih dari kotoran. Hal ini untuk mencegah agar supaya tidak memperlambat pengikatan pada semen.
91
Untuk Pembuatan beton ini dengan cara mencampur semen, pasir serbuk gergaji dan air sampai mencapai nilai slump 25 – 50 mm. Ukuran butiran yang baik antara 1,18 mm sampai dengan 6,30 mm Untuk membuang zat tepung dan gula terlebih dahulu serbuk tersebut direndam dalam air kapur. Berat isi bervariasi antara 650 – 1600 kg/m3 dengan kadar semen 410 kg/m3 dapat mencapai kekuatan tekan sebesar 2 MPa. Karena perubahan kadar airnya sangat tinggi, maka tidak diperbolehkan digunakan pada tempat yang lembab.
3.9.
RINGKASAN
Beton ringan adalah beton dengan berat isi (unit weight) lebih rendah dari 2200 kg/m3.. Sifat beton agregat ringan yang perlu diperhatikan selain memiliki berat isi yang rendah dan isolasi panas yang tinggi , sifat lainnya adalah modulus elastisitas sekitar 0,5 s/d 0,75 nya dibandingkan dengan beton normal pada kekuatan tekan yang sama, koefisien daya serap bunyi 2 kali lebih baik dari beton normal, ketahanan terhadap api lebih baik dari beton normal. Ada tiga cara pembuatan beton ringan: menggunakan agregat ringan yang porous dengan BJ < 2,4.,nama betonnya dari jenis agregat ringan yang digunakan, memperbesar pori dalam beton, atau masa mortarnya, dengan cara menggunakan udara betonnya disebut aerated, cellular yang terdiri dari foamed atau gas concrete, dengan mengurangi agregat halus (pasir) dari campuran betonnya, betonnya disebut no fines concrete. Beton yang mudah digergaji atau dipaku yang biasanya digunakan untuk dinding atau plafond, dapat dibuat dengan campuran semen dengan serbuk gergaji ( sawdust concrete ). Karena perubahan kadar airnya sangat tinggi, maka tidak diperbolehkan digunakan pada tempat yang lembab. Sifat dasar dari agregat ringan adalah memiliki porositas yang tinggi, sehingga berat jenisnya rendah. agregat ringan dapat terbentuk secara alami, contohnya diatomite, pumice, scoria, volcanic cinders 92
dan tuff. Kecuali diatomite, yang lainnya adalah batuan vulkanik. Agregat buatan, dalam pembuatannya dikenal dua cara, yaitu: dibakar sehingga mengembang, dan didinginkan pada saat mengembang, contohnya expanded clay, shale, slate, expanded blast furnance slag, breeze, lytag, clinker aggregate 3.10.
Soal-soal
1
Jelaskan tujuan pemakaian beton ringan
2
Jelaskan jenis-jenis beton ringan
3
Jelaskan keuntungan dan kerugian beton ringan
00000000O0000000
93
BAB IV BETON BERAT 4.1
Pendahuluan Beton berat adalah beton dengan kepadatan (berat isi) lebih dari 2700 kg/m3.
Beton ini hanya dapat dibuat dengan menggunakan agregat yang berat jenisnya lebih dari 3.0.
4.2
Penggunaan beton berat Beton berat yang dibuat untuk pondasi, kolom, balok, lantai jembatan atau
elemen bangunan lainnya harus diperhitungkan dengan baik berat sendirinya terutama jika dicor di tempat ( insitu ), agar formworknya dapat dirancang sesuai dengan berat sendirinya tersebut. Beton berat untuk keperluan khusus harus mempunyai kepadatan tinggi dan tahan terhadap pengaruh cuaca.termasuk pembekuan dan pencairan kembali (freezing & thawing).Tetapi beton dengan mutu sangat tinggi berkisar 100 MPa atau lebih secara otomatis akan menjadikan beton berat bermutu lebih baik dan memenuhi syarat diatas karena agregat yang digunakan bermutu sangat baik dengan kekerasan dan berat jenis diatas rata-rata. Pemakaian beton berat yang khusus misalnya untuk beton yang secara periodik atau permanen berhubungan dengan air baik air tawar atau air laut, beton yang harus tahan panas atau refractory concrete, beton yang harus tahan terhadap asam atau lingkungan kimia agresif, atau yang akan digunakan untuk dinding penyekat radiasi sinar x dan sinar gamma . Untuk menyekat sinar x dan sinar gamma beton harus memiliki kepadatan yang tinggi serta dibutuhkan material
94
yang berat dan mengandung sejumlah hidrogen dan oksigen yang memenuhi syarat untuk menurunkan neutron dan menyerapnya. Kadar hidrogen pada beton pelindung inti nuklir dapat mencapai 4% dari berat betonnya (lebih dari yang dibutuhkan = 0,45%). Hidrogen tersebut terdapat dalam air, baik berupa air bebas dalam pori-pori beton, air dari proses hidrasi semen atau air yang terdapat dalam agregat. Dalam beton yang kering kandungan hidrogennya dapat turun mencapai 0,25% dari berat betonnya. Agregat alam yang biasa digunakan adalah barites (barium sulphate), limonite, goethite yang memiliki berat jenis lebih besar dari 4. Limonite dan goethite merupakan agregat sumber hidrogen beton, asal panas pada beton tidak lebih dari 2000 . Agregat Serpentine lebih baik lagi karena hidrogen di dalamnya tahan sampai suhu lebih dari 4000. Pemakaian barites sama dengan agregat batu pecah lainnya. Pada waktu pencampuran sebaiknya perlu diperhatikan, karena adanya batuan barites yang halus dapat memperlambat pengikatan dan pengerasan. Selain hidrogen, oksigen pun dapat menyerap radiasi, maka pemilihan agregat yang mengandung oksigen tinggi sangat diperlukan. Pasir silika merupakan bahan yang banyak mengandung oksigen. Agregat yang digunakan harus memiliki gradasi yang baik. Kadang-kadang digunakan scrap atau logam untuk memperoleh berat yang tinggi, tetapi harus diingat bahwa permukaan logam yang licin dapat menurunkan kemampuan menerima beban. Pengadukan beton harus sangat rata karena beda berat yang besar akan cenderung membuat agregat terkonsentrasi pada satu tempat yang disebut kantong-kantong agregat. Adanya kantong agregat dalam beton membuat beton keropos atau tidak homogen sehingga memperkecil penyerapan sinar gamma. Pada beton yang 95
ditempatkan di air atau harus tahan asam dan kimia agresif, beton yang keropos akan membuatnya tidak berfungsi sebagaimana mestinya. Untuk mencegah segregasi , agregat dapat diletakkan terlebih dahulu dalam cetakan beton, lalu dicor dengan pasta semen. Atau dapat pula dengan cara memperbanyak semen, sehingga berat jenis pasta semennya mendekati berat jenis agregat. Untuk alasan ekonomis, tidak ada semen khusus untuk struktur penyekat, tapi pemakaian semen putih sangat dianjurkan pada beton pelindung inti nuklir karena dapat mereduksi neutron. Pada beton yang berfungsi menahan radiasi harus diperhatikan adanya penurunan kekuatan dalam jangka waktu tertentu akibat penyinaran. Beton yang kedap mempunyai FAS kecil dan membutuhkan semen banyak sehingga mempunyai susut muai tinggi. Pemakaian blending cement yang memperlambat reaksi hidrasi semen sangat dianjurkan untuk mereduksi retak yang membuat beton tidak kedap. Berat isi betonnya bervariasi tergantung dari perbandingan campuran dan mutu agregatnya. Sebagai contoh dengan agregat batuan barit campuran 1 : 4,6 : 6,4 dan FAS 0,58 berat isinya 3700 kg/m3 dengan kuat tekan 42 MPA. Dengan FAS 0,9 kekuatannya dapat mencapai 24 MPA. 4.3
RINGKASAN
Beton berat adalah beton dengan kepadatan (berat isi) lebih dari 2700 kg/m3. Beton ini hanya dapat dibuat dengan menggunakan agregat yang berat jenisnya lebih dari 3.0. Beton berat yang dibuat untuk pondasi, kolom, balok, lantai jembatan atau elemen bangunan lainnya harus diperhitungkan dengan baik berat sendirinya terutama jika dicor di tempat ( insitu ), agar formworknya dapat dirancang sesuai 96
dengan berat sendirinya tersebut. Hindarkan adanya kantong agregat karena beda berat yang besar, sehingga pengadukan beton harus sangat rata. Beton berat yang harus sangat kedap dianjurkan menggunakan blending cement untuk mencegah retak karena susut muai yang tinggi. Untuk beton yang melindungi inti nuklir dan menahan sinar x dan sinar gamma dianjurkan menggunakan agregat yang mengandung hidrogen dan oksigen serta memakai semen putih untuk menyerap radiasi.
4.4
Soal-soal
1. Apa yang harus diperhatikan dalam pembuatan beton berat agar tidak terjadi segregasi ? 2. Jelaskan apa yang harus dilakukan agar beton berat untuk keperluan khusus tidak menjadi keropos karena FAS kecil.
97
BAB V BETON MUTU TINGGI 5.1
Pendahuluan Kemajuan dalam pengerjaan struktur beton ditandai dengan meningkatnya
permintaan beton bermutu dan berkinerja tinggi, baik untuk beton prategang, beton perkerasan jalan atau high rise building, yang menuntut perbaikan kualitas campuran beton. Tuntutan terhadap kinerja beton mutu tinggi (high performance concrete) meliputi kondisi dalam pemakaian (masa layan), kondisi batas dan keawetan Saat ini kekuatan yang dapat dibuat sampai 180 MPa adalah jembatan Sakata Mirai di Jepang yang menggunakan bahan polimer reaktif dicampur dengan serat baja. Di Indonesia dengan berbagai kendala di lapangan mutu beton yang dapat dibuat dengan hasil memuaskan berkisar 80 MPa walaupun percobaan di laboratorium dapat menghasilkan lebih dari 100 MPa. Kinerja beton tinggi dibutuhkan, sebagai contoh, jika beton harus sangat kedap walaupun kekuatan tekannya tidak harus tinggi sekali. Untuk itu perlu penanganan khusus yang tidak dilakukan dalam pembuatan beton umum.
5.2
Mutu bahan pembuat beton Beton berkinerja tinggi tidak lagi dapat mengandalkan penggunaan bahan
beton standar seperti semen, agregat dan air.
Cara konvensional dalam
meningkatkan mutu beton adalah dengan membuat FAS sekecil mungkin sehingga pemakaian semen menjadi sangat banyak. Cara ini menjadi beresiko tinggi apabila beton harus sangat kedap, karena pemakaian semen dalam jumlah banyak
98
akan menyebabkan susut muai besar yang dapat mengakibatkan beton retak pada proses pengeringan dan pengaruh cuaca pada masa layannya. Saat ini berbagai macam bahan tambah digunakan untuk meningkatkan kinerja beton antara lain menambahkan serat jenis tertentu seperti serat baja dan tembaga, berbagai jenis bahan pozolan seperti mikrosilika, fly ash, dan GGBS ( Ground Granulated Blast furnace Slag) terdiri dari iron slag, copper slag dan nickel slag. Bahan tambah mineral ini ditambahkan ke beton sambil mengurangi jumlah semen (cementitious). Kinerja beton akan meningkat pesat karena sifat pozolan bahan, sementara di sisi lain bahan tambah mineral ini memperlambat pengeluaran panas (reaksi hidrasi) semen sehingga meminimalkan terjadinya retak. Beton yang kedap juga akan terjaga keawetannya sehingga memperpanjang masa layannya. Perbedaan antara beton normal dengan beton mutu tinggi secara prinsip sebenarnya tidak terlalu besar. Selain dari hal diatas, yang perlu diperhatikan adalah: Kekuatan / kekerasan agregat Bentuk agregat Gradasi agregat Faktor air semen Perbandingan agregat dan semen Workability atau kelecakan a.
Kekuatan / kekerasan agregat
Untuk mendapatkan agregat yang keras dapat diambil dari batuan beku dalam, seperti batu granit, gabro atau diorit. Batuan beku dalam lebih keras dibanding batuan beku luar, karena proses terbentuknya batuan tersebut lebih lambat, sehingga tidak ada kemungkinan udara yang terperangkap. Batuan beku dalam 99
juga hampir tidak mempunyai kemungkinan terjadi kontaminasi oleh bahan yang melemahkan kekuatan agregat.
b.
Bentuk agregat
Bentuk agregat harus menggunakan batu pecah yang memiliki bentuk bersudut dan tajam serta permukaan kasar. Jangan menggunakan batu alami (bentuk bulat) dengan permukaan licin. Jika bentuk bersudut, ikatan antara pasta semen dengan agregat menjadi tinggi, demikian pula daya saling mengunci di antara agregat sangat tinggi dibanding agregat bulat. c.
Gradasi agregat
Gradasi agregat sangat penting dalam pembuatan beton mutu tinggi. Gradasi harus sangat baik dan jika perlu ditambahkan filler untuk membuat beton dengan kepadatan semaksimal mungkin. Pilih gradasi agregat yang memenuhi syarat, baik British Standard, ASTM ataupun MacIntosh. d.
Faktor Air Semen (FAS)
Pada beton mutu tinggi FAS sangat rendah. Air untuk hidrasi semen tidak boleh berlebihan agar menghasilkan pasta semen yang padat. Jenis semen yang digunakan dapat jenis I atau jenis III, yang penting harus menghasilkan pasta semen yang berfungsi sebagai bahan perekat yang baik, padat dan hidrasinya sempurna. Beton dengan FAS rendah akan menghasilkan panas hidrasi yang sangat tinggi sehingga perlu penanganan yang tepat untuk meminimalkan retak akibat tegangan termal dalam lapisan beton.. e.
Perbandingan Agregat dan Semen
Pada umumnya untuk beton dengan kuat tekan dan kinerja tinggi perbandingan agregat / semen berkisar antara 3 – 5,5. Mutu agregat sangat penting untuk 100
diperhatikan karena sangat berpengaruh pada kinerja beton yang dihasilkan. Beton yang terlalu gemuk (terlalu banyak semen) menghasilkan kuat tekan yang tinggi tetapi dapat
pula menyebabkan pengaruh yang buruk, yaitu
penyusutan dan creep beton juga tinggi. f.
Workability
Sifat workability dipengaruhi oleh: kadar semen, FAS, susunan butir agregat, dan perbandingan agregat/ semen. Untuk menghasilkan beton yang padat dapat digetar dengan vibrator yang memiliki frekuensi lebih dari 5000 rpm. Karena FAS sangat rendah, pemakaian bahan tambah kimia dan mineral untuk meningkatkan workability merupakan keharusan.
Untuk memperbaiki
workability beton dalam pengerjaannya ditambah dengan WRA (Water Reducing Admixture), yang sesuai dengan mutu beton yang akan dihasilkan. Bahan tambah mineral juga dapat ditambahkan untuk meningkatkan workability sekaligus memperbaiki gradasi agregat dan meningkatkan kepadatan beton.
6.3. Rancangan campuran beton Rancangan campuran beton umum (beton normal) tidak dapat memenuhi kekuatan yang disyaratkan, sehingga harus dicari cara lain untuk merancang kebutuhan bahan beton Untuk beton normal kekuatannya hanya dapat mencapai 400 – 500 kg/cm2 sedangkan beton berkinerja tinggi sering mensyaratkan mutunya lebih dari itu. Salah satu rancangan campuran yang akan dibahas disini adalah dengan menggunakan cara yang diperkenalkan oleh Erntroy dan Shacklock dari Cement & Conrete Association, sebagai berikut :
101
MERANCANG CAMPURAN BETON MUTU TINGGI (CARA ERNTROY & SHACKLOCK)
KUAT TEKAN
JENIS SEMEN
JENIS AGREGAT
NR
WORKABILITY
W C
BESAR BTR MAX
AGREGAT / SEMEN
102
Perbandingan bahan dalam keadaan padat 1 M3 beton =
W BJW
+
C BJC
W = kadar air
+
A BJA
= 1000 C = kadar semen A = kadar agregat
103
104
105
106
107
108
109
110
BAB VI. BETON SERAT 6.1
Pendahuluan Yang dimaksud dengan beton serat adalah beton yang dalam pembuatannya
ditambahkan serat kedalamnya.Tujuannya meningkatkan kuat tarik beton agar tahan terhadap gaya tarik yang diakibatkan pengaruh iklim, temperatur dan perubahan cuaca yang dialami oleh permukaan yang luas. Penambahan serat mereduksi retak-retak yang mungkin timbul akibat perubahan cuaca tersebut. 6.2
Jenis serat Untuk mencapai tujuan tersebut berbagai macam serat ditambahkan ke dalam
beton. Secara umum jenis serat dibagi menjadi dua macam. a. Serat alam Serat alam umumnya terbuat dari bermacam-macam tumbuhan. Karena sifatnya umumnya mudah menyerap dan melepaskan air, serat alam mudah lapuk sehingga tidak dianjurkan digunakan pada beton bermutu tinggi atau untuk penggunaan khusus. Yang termasuk serat alam antara lain rami, sisal, ijuk, jute, serabut kelapa dan lain-lain. b. Serat buatan Serat buatan umumnya dibuat dari senyawa-senyawa polimer. Mempunyai ketahanan tinggi terhadap perubahan cuaca. Mempunyai titik leleh, kuat tarik, dan kuat lentur tinggi. Digunakan untuk beton bermutu tinggi dan yang akan digunakan secara khusus. Yang termasuk serat buatan antara lain serat PoliPropilena, PoliEtilena, dan lain-lain. Kadang – kadang ditambahkan berbagai macam bahan, termasuk limbah, yang diperkirakan dapat meningkatkan kuat tarik beton. Yang harus diperhatikan adalah sifat bahan yang dianggap serat tersebut harus diketahui agar tujuan penambahan bahan ke dalam beton dapat terpenuhi.
111
6.3
Dimensi serat Penambahan serat menyebabkan beton menjadi sukar untuk diaduk. Untuk
mengatasinya serat dicampur dulu secara merata kedalam salah satu bahan pembuat beton dan menjaga aspek rasio diameter dan panjangnya agar tidak terjadi penggumpalan (bailing effect). Untuk mendapatkan hasil terbaik dianjurkan menggunakan rasio 50 – 100 dimana jika diambil diameter serat 1mm, panjangnya berkisar 50 – 100 mm. 6.4
Sifat fisis beton Penambahan serat
menyebabkan perubahan terhadap sifat beton tersebut.
Dibandingkan dengan beton yang bermutu sama tanpa serat, maka beton dengan serat membuatnya menjadi lebih kaku sehingga memperkecil nilai slump serta membuat waktu ikat awal lebih cepat juga. 6.5
Sifat mekanis beton
Pada beberapa jenis, penambahan serat sampai batas optimum umumnya meningkatkan kuat tarik dan kuat lentur, tetapi menurunkan kekuatan tekan. Jenis serat tertentu meningkatkan kinerja beton seperti serat baja dan serat tembaga. Untuk mendapatkan hasil yang terbaik, sebaiknya selalu buat campuran uji coba agar didapatkan jumlah serat yang tepat yang memberikan kekuatan optimum pada mutu beton yang ditinjau. 6.6
Pemakaian
Beton serat digunakan pada konstruksi yang harus mempunyai permukaan luas dimana temperatur, oksidasi dan penguapan mempunyai pengaruh besar terhadap besarnya susut muai, seperti landasan pacu di bandar udara, plat atap, jalan, dan lain-lain. 6.7.
RINGKASAN Tujuan penambahan serat pada beton adalah meningkatkan kuat tarik beton agar tahan terhadap gaya tarik yang diakibatkan pengaruh iklim, temperatur dan perubahan cuaca yang dialami oleh permukaan yang luas. Penambahan serat 112
mereduksi retak-retak yang mungkin timbul akibat perubahan cuaca tersebut. Jenis serat disesuaikan dengan kegunaan beton. Yang harus diperhatikan adalah perbandingan diameter dan panjang serat untuk meghindarkan penggumpalan pada saat pengadukan. Penambahan serat membuat beton lebih kaku dan sukar dikerjakan, pada beberapa jenis serat dapat menurunkan kekuatan tekan, tetapi jenis tertentu meningkatkan kinerja beton. Untuk mendapatkan jumlah penambahan serat optimum sebaiknya dilakukan dengan cara trial & error.
6.8.
Soal-sol
1.
Apa tujuan penambahan serat kedalam beton ?
2.
Apa yang harus diperhatikan saat menambahkan serat kedalam beton ?
0000000000000000
113
BAB VII. BETON SEMPROT (SHOTCRETE) 7.1.
Pendahuluan Beton semprot adalah beton yang mempunyai workability sangat tinggi yang
dialirkan dengan tekanan tinggi dalam instalasi pipa dengan ujung seperti jaring (nozzle) ke tempat pengecoran. Mutu beton dibuat tinggi karena digunakan untuk penggunaan khusus Agregat harus bermutu sangat baik karena beton semprot dapat dikatagorikan sebagai beton berkinerja tinggi yang terlepas dari aturan beton konvensional dimana kekuatan berbanding terbalik dengan workability. Besar butir maksimum harus sekecil mungkin agar dapat melewati ujung pipa berbentuk nozzle tersebut. Untuk keperluan tertentu beton semprot tidak menggunakan agregat kasar, hanya mortar dan bahan tambah baik kimia maupun mineral. 7.2.
Sifat-sifat Pada pembuatan beton semprot, sifat paling dominan adalah workability
sangat tinggi dimana beton dapat mengalir dengan mudah dan memadat secara mandiri (self compacting conrete), sementara di sisi lain ia harus berkekuatan tinggi. Pada saat bersamaan beton harus segera mengeras sesaat setelah dicor terutama jika acuannya hanya terdiri dari satu sisi sebelah luar saja. Susut muai dan creep agak tinggi pada proses pengeringan beton, tetapi sifat lainnya hampir sama seperti beton mutu tinggi pada umumnya. 7.3.
Penggunaan beton semprot Untuk penggunaan khusus, misalnya :
Untuk konstruksi yang tidak memerlukan cetakan pada 2 bidang beton, misalnya : teowongan, kanal (ukuran besar) dsb. Untuk mengisikan beton ke dalam rongga-rongga pada suatu konstruksi yang tidak dapat dikerjakan dengan cara biasa. 114
Untuk perbaikan bidang-bidang tertentu yang tidak dapat dicapai dengan cara biasa,antara lain dengan cara grouting.. 7.4
RINGKASAN
Beton semprot adalah beton yang mempunyai workability
sangat tinggi yang
dialirkan dengan tekanan tinggi dalam instalasi pipa dengan ujung seperti jaring (nozzle) ke tempat pengecoran. Sifat paling dominan adalah workability sangat tinggi dimana beton dapat mengalir dengan mudah dan memadat secara mandiri (self compacting conrete), sementara di sisi lain ia harus berkekuatan tinggi. Pada saat bersamaan beton harus segera mengeras sesaat setelah dicor terutama jika acuannya hanya terdiri dari satu sisi sebelah luar saja. Susut muai dan creep agak tinggi pada proses pengeringan beton, tetapi sifat lainnya hampir sama seperti beton mutu tinggi pada umumnya.
7.5
Soal-soal
1. Jelaskan sifat paling dominan dari beton semprot . 2. Jelaskan kegunaan beton semprot.
115
BAB VIII. ASPAL 8.1
Pendahuluan
Pengertian Aspal Bitumen adalah zat perekat (cementitious) berwarna hitam atau gelap, yang dapat diperoleh di alam ataupun sebagai hasil produksi. Bitumen terutama mengandung senyawa hidrokarbon seperti aspal, tar, atau pitch Aspal adalah suatu bahan bentuk padat atau setengah padat berwarna hitam sampai coklat gelap, bersifat perekat (cementitious) yang akan melembek dan meleleh bila dipanasi, tersusun terutama dari sebagian besar bitumen yang kesemuanya terdapat dalam bentuk padat atau setengah padat dari alam atau dari hasil pemurnian minyak bumi, atau merupakan campuran dari bahan bitumen dengan minyak bumi atau derivatnya Tar adalah material berwarna coklat atau hitam, berbentuk cair atau semi padat, dengan unsur utama bitumen sebagai hasil konsedat dalam destilasi destruktif dari batubara, minyak bumi, atau material organik lainnya. Pitch didefinisikan sebagai material perekat (cementitious) padat , berwarna hitam atau coklat tua, yang berbentuk cair jika dipanaskan. Pitch diperoleh sebagai residu dari destilasi fraksional tar. Tar dan pitch tidak diperoleh di alam, tetapi merupakan produk kimiawi. Dari ketiga material pengikat di atas, aspal merupakan material yang umum digunakan untuk bahan pengikat agregat, oleh karena itu seringkali bitumen disebut pula sebagai aspal. Aspal merupakan bahan perekat termoplastis, yaitu pada suhu ruang bersifat keras atau padat tetapi akan menjadi plastis atau encer apabila temperaturnya dinaikkan, dan akan menjadi keras kembali apabila suhunya diturunkan. 8.2
Jenis aspal 116
Berdasarkan sumbernya, aspal dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu aspal alam dan aspal buatan (aspal minyak). Aspal alam yaitu aspal yang didapat secara langsung dari alam, dan dapat dipakai langsung atau diolah terlebih dahulu, sedangkan aspal minyak adalah aspal hasil sampingan yang merupakan residu dari pengilangan minyak bumi 1.Aspal alam Aspal alam sumbernya ada yang berasal dari gunung seperti aspal di Pulau Buton, dan ada pula yang diperoleh di danau seperti di Trinidad. Aspal alam terbesar di dunia terdapat di Trinidad, berupa aspal danau (Trinidad Lake Aspalt). Indonesia memiliki sumber aspal alam di Pulau Buton, yang berupa aspal gunung, terkenal dengan nama Asbuton. Asbuton merupakan campuran antara bitumen dengan bahan mineral lainnya dalam bentuk batuan. Karena asbuton merupakan material yang ditemukan begitu saja di alam, maka kadar bitumen yang dikandungnya sangat bervariasi dari rendah sampai tinggi. Produk asbuton dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu : 1) Produk asbuton yang masih mengandung material filler, seperti asbuton kasar,asbuton halus,asbuton mikro, dan butonite mastik asphalt. 2) Produk asbuton yang telah dimurnikan menjadi aspal murni melalui proses ekstrasi atau proses kimiawi 2.Aspal minyak Aspal minyak adalah aspal yang merupakan residu destilasi minyak bumi. Setiap minyak bumi dapat menghasilkan residu jenis asphaltic base crude oil yang banyak mengandung aspal, parafin base crude oil yang banyak mengandung paraffin, atau mixed base crude oil yang mengandung campuran antara paraffin dan aspal. Untuk perkerasan jalan umumnya digunakan aspal minyak jenis asphaltic base crude oil. Gambar 1 memberikan ilustrasi tentang proses destilasi minyak bumi. Bensin (gasoline), minyak tanah (kerosene), dan solar (minyak diesel) merupakan hasil destilasi pada temperatur yang berbeda-beda, sedangkan aspal merupakan residunya. Residu aspal berbentuk padat, tetapi melalui pengolahan hasil residu 117
ini dapat pula berbentuk cair atau emulsi pada pada temperatur ruang. Jadi, jika dilihat bentuknya pada temperatur ruang, maka aspal dibedakan atas aspal padat, aspal cair, dan aspal amulsi. Aspal padat adalah aspal yang berbentuk padat atau semi padat pada suhu ruang dan menjadi cair jika dipanaskan. Aspal padat dikenal juga dengan nama aspal keras (asphalt cement). Oleh karena aspal keras bentuknya padat atau keras maka dalam pemakainnya harus dipanaskan terlebih dahulu sebelum digunakan sebagai bahan pengikat agregat. Aspal cair (cut back asphalt) yaitu aspal yang berbentuk cair pada suhu ruang. Aspal cair merupakan aspal keras yang dicairkan dengan bahan pencair dari hasil penyulingan minyak bumi seperti minyak tanah, bensin, atau solar. Bahan pencair membedakan aspal cair menjadi : a) Rapid curing cut back asphalt (RC), yaitu aspal cair dengan bahan pencair bensin. RC merupakan aspal cair yang paling cepat menguap. b) Medium curing cut back asphalt (MC), yaitu aspal cair dengan bahan pencair minyak tanah (kerosene). c) Slow curing cut back asphalt (SC), yaitu aspal cair dengan bahan pencair solar (minyak diesel). SC merupakan aspal cair yang paling lambat menguap. Aspal emulsi (emulsified asphalt) adalah suatu campuran aspal dengan air dan bahan pengemulsi, yang dilakukan di pabrik pencampur. Aspal emulsi ini lebih cair daripada aspal cair. Di dalam aspal emulsi, butir-butir aspal larut dalam air. Untuk menghindari butiran aspal saling menarik membentuk butir-butir yang lebih besar, maka butiran tersebut diberi muatan listrik. Berdasarkan muatan listrik yang dikandungnya, aspal emulsi dapat dibedakan atas a) Aspal kationik disebut juga aspal emulsi asam, merupakan aspal emulsi yang butiran aspalnya bermuatan arus listrik positip. b) Aspal anionik disebut juga aspal emulsi alkali, merupakan aspal emulsi yang butiran aspalnya bermuatan negatif. 118
c) Aspal Nonionik merupakan aspal emulsi yang tidak mengalami ionisasi, berarti aspal emulsi tersebut tidak bermuatan. Berdasarkan kecepatan mengerasnya, aspal emulsi dapat dibedakan atas : a) Rapid Setting (RS), aspal yang mengandung sedikit bahan pengemulsi sehingga pengikatan yang terjadi cepat, dan aspal cepat menjadi padat atau keras kembali. b) Medium Setting (MS) c) Slow Setting (SS), jenis aspal emulsi yang paling lambat mengeras.
Gambar .1 Proses destilasi minyak bumi
8.3
Kepekaan aspal terhadap temperatur Telah diketahui bahwa aspal merupakan bahan perekat termoplastis.
Dengan sifat seperti ini aspal sangat peka terhadap perubahan temperatur. Setiap 119
jenis aspal memiliki kepekaan yang berbeda-beda, walaupun aspal tersebut memiliki penetrasi dan vskositas yang sama, karena kepekaan sangat dipengaruhi oleh komposisi bahan kimia yang dikandung aspal tersebut. Pemeriksaan sifat kepekaan aspal terhadap perubahan temperatur perlu dilakukan untuk memperoleh gambaran tentang temperatur yang cocok untuk pelaksanaan pekerjaan. Pada Gambar 2 dibawah memberikan ilustrasi tentang dua jenis aspal yang mempunyai nilai viskositas yang sama pada temperatur 60º C, tetapi berbeda pada temperatur yang lainnya.
Aspal A dan B memi- liki viskositas yg ssamasama Aspal A
Aspal B
60ºC
Gambar 2 : Kepekaan aspal terhadap temperatur Dari Gambar di atas, aspal A lebih peka terhadap perubahan temperatur dibandingkan dengan aspal B. Kepekaan terhadap lama waktu pelaksanaan perkerasan jalan dan perubahan temperatur sepanjang masa pelayanan jalan, jika menggunakan aspal A lebih tinggi daripada jika menggunakan aspal B Aspal yang mengandung lilin (wax) lebih peka terhadap temperatur dibandingkan dengan aspal yang tidak mengandung lilin. Kepekaan temperatur 120
akan menjadi dasar perbedaan umur aspal untuk menjadi retak/mengeras. Parameter pengukur kepekaan aspal terhadap temperatur adalah indeks penetrasi ( Penetration index = PI ) 20 PI LogPenRB LogPen25C 50 10 PI TRB 25
Di mana PI
= Indeks Penetrasi
TRB
= Temperatur titik lembek aspal, º C
Pen25ºC
= Nilai penetrasi pada suhu 25 ºC dengan pembebanan 100 gram selama 5 detik
PenRB
= Nilai penetrasi pada suhu TRB, pada pembebanan 100 gram selama 5 detik, jika tidak ada data, nilai dapat diasumsikan = 800
Nilai PI antara – 1 dan + 1 adalah nilai PI yang umum dimiliki oleh aspal yang digunakan untuk material perkerasan jalan 8.4
Fungsi Aspal Sebagai Material Perkerasan Jalan Aspal yang digunakan sebagai material perkerasan jalan berfungsi sebagai
berikut: 1. Bahan pengikat, memberikan ikatan yang kuat antara aspal dan agregat dan antara sesama aspal 2. Bahan Pengisi, mengisi rongga antar butir agregat dan pori-pori yang ada dalam butir agregat itu sendiri. Untuk dapat memenuhi fungsi aspal itu dengan baik, maka aspal haruslah memiliki sifat adhesi dan kohesi yang baik, serta pada saat dilaksanakan mempunyai tingkat kekentalan tertentu. Penggunaan aspal pada perkerasan jalan dapat melalui dicampurkan pada agregat sebelum dihamparkan (prahampar), seperti lapisan beton aspal atau 121
disiramkan pada lapisan agregat yang telah dipadatkan dan ditutupi oleh agregat yang lebih halus (pascahampar), seperti perkerasan penetrasi makadam atau pelaburan. Fungsi utama aspal untuk kedua jenis pembentukan perkerasan yaitu perkerasan pencampuran prahampar dan pascahampar itu berbeda. Pada proses prahampar aspal yang dicampurkan dengan agregat akan membungkus atau menyelimuti butir-butir agregat, mengisi pori antar butir, dan meresap ke dalam pori masing-masing butir. Pada proses pasca hampar, aspal disiramkan pada lapisan agregat yang telah dipadatkan, lalu diatasnya ditaburi butiran agregat halus. Pada proses ini aspal akan meresap ke dalam pori-pori antar butir agregat dibawahnya. Fungsi utamanya adalah menghasikan lapisan perkerasan bagian atas yang kedap air dan tidak mengikat agregat sampai ke bagian bawah. Ilustrasi tentang fungsi aspal untuk setiap butir agregat digambarkan pada Gambar 3 dan ilustrasi fungsi aspal pada lapisan perkerasan prahampar dan pasca hampar digambarkan pada Gambar 4
Gambar 3 Fungsi aspal pada setiap butir agregat
122
Gambar 4 Sketsa perbedaan fungsi aspal pada lapisan perkerasan jalan (Silvia Herman) Dengan adanya aspal dalam campuran diharapkan diperoleh lapisan perkerasan yang kedap air sehingga mampu melayani arus lalu lintas selama masa pelayanan jalan. Oleh karena itu aspal haruslah mempunyai daya tahan (tidak cepat rapuh) terhadap cuaca, dan mempunyai sifat adhesi dan kohesi yang baik. 8.5
Aspal keras Aspal keras dapat dibedakan berdasarkan nilai penetrasi atau viskositas.
Berdasarkan nilai penetrasinya, AASHTO membagi aspal keras kedalam lima kelompok aspal keras, yaitu aspal 40-50, aspal 60-70, aspal 85-100, aspal 120150, dan aspal 200-300. spesifikasi dari masing-masing kelompok aspal tersebut seperti pada Tabel 1. Di Indonesia, aspal yang digunakan untuk perkerasan jalan dibedakan atas aspal pen 60 dan aspal pen 80. Persyaratan kualitas aspal yang umum digunakan di Indonesia seperti tertera pada Tabel 2. : Tabel 8.1 Spesifikasi AASHTO M 20-70 (1990) Jenis Aspal (sesuai penetrasi) Penetrasi (25ºC, 100 gr, 5 det)
40-50 40-50
60-70 60-70
85-100 85-100
120-150 120-150
200-300 200-300
Titik nyala, cleaveland ºC
≥ 235
≥ 235
≥ 235
≥ 220
≥ 180
Daktilitas ( 25º C, 5 cm/men, ≥ 100
≥ 100
≥ 100
≥ 100
≥ 100 123
cm) Solubilitas dalam CC14, %
≥ 99
≥ 99
≥ 99
≥ 99
≥ 99
Kehilangan berat, %
≤ 0,8
≤ 0,8
≤1
≤ 1,3
≤ 1,5
setelah
kehilangan ≥ 58
≥ 54
≥ 50
≥ 46
≥ 40
setelah
kehilangan
≥ 50
≥ 75
≥ 100
≥ 100
Penetrasi berat Daktilitas
berat, (25º C, 5 cm/men, cm) Tabel 8.2 Spesifikasi Aspal Keras menurut Bina Marga (1999) Jenis aspal (sesuai penetrasi) Penetrasi (25ºC, 100 gr, 5 det)
60 60-79
80 80-99
Titik nyala, cleaveland ºC
≥ 200
≥ 225
Daktilitas ( 25º C, 5 cm/men, cm)
≥ 100
≥ 100
Solubilitas dalam CC14, %
≥ 99
≥ 99
Kehilangan berat, %
≤ 0,4
≤ 0,6
Penetrasi setelah kehilangan berat, % semula
≥ 75
≥ 75
1
1
Berat jenis (25ºC)
Spesifikasi aspal sesuai spesifikasi baru campuran beraspal panas yang diterbitkan oleh Depkimpraswil menetapkan aspal yang digunakan untuk beton aspal campuran panas adalah aspal keras pen 60/70, sesuai spesifikasi AASHTO M 20-70(1990), seperti pada Tabel di atas Sifat aspal keras dan pengujiannya Sifat aspal keras dibedakan menjadi sifat kimia dan sifat fisis. 1.Sifat kimia Aspal dibagi menjadi dua bagian besar. Yang pertama adalah bagian padat, disebut aspaltene. Bagian inilah yang
bersifat sebagai perekat. Selanjutnya
bagian cair yang berfungsi sebagai pelarut, disebut maltene. Maltene umumnya terdiri dari : 124
a. cairan basa nitrogen yang bersifat mendispersikan aspal keras. b. cairan accidafin satu yang melarutkan aspal keras. c. cairan accidafin dua besifat hampir sama dengan accidafin satu. d. cairan parafin berupa gel yang membungkus butiran aspal keras. Sifat dan jumlah maltene mempengaruhi sifat rekatan aspal dan keawetannya. Agar sifat rekatan aspal optimum maka perbandingan antara jumlah aspaltene dan maltene disebut “Maltene Distribution ratio” harus lebih kecil atau sama dengan 1,5. Maltene Distribution Ratio (MDR) = N% + A1%
= ≤ 1,5
P % + A2% 2. Sifat fisis a.Penetrasi Untuk mengklasifikasikan aspal keras dari yang lunak sampai dengan yang keras dilakukan pengujian penetrasi. Yang dimaksud dengan penetrasi pada pengujian aspal adalah masuknya jarum penetrasi, berdiameter 1 inchi dengan berat 100 gram kedalam sampel aspal selama 5 detik pada suhu 25º C. Masuknya jarum ke dalam sampel dalam satuan 0.1 mm. Jadi apabila masuknya jarum ke dalam sampel rata-rata adalah 6,8 mm, maka aspal tersebut memiliki Pen 68. Nilai pen ini dapat dibaca langsung pada alat pengukur. Karena
persyaratan
aspal
berbeda
untuk
masing-masing tingkat kekerasan aspalnya (penetrasinya), maka pengujian ini mutlak dilakukan
sebelum
pengujian
yang
lain
dilaksanakan. b.Titik nyala dan titik bakar Yang dimaksud dengan titik nyala adalah nyala singkat, kurang dari 5 detik pada permukaan benda uji pada saat nyala penguji disimpangkan diatas nya. Sedangkan
125
yang dimaksud dengan titik bakar adalah apabila pada saat nyala penguji disimpangkan di atas permukaan benda uji timbul nyala lebih dari 5 detik. Pengujian ini dilaksanakan untuk mengetahui temperatur dimana aspal mulai menyala,
dan
temperatur
aspal
mulai
terbakar. Pengujian ini berguna pada saat pelaksanaan pemanasan aspal. Pemanasan aspal tidak boleh melebihi titik bakar, karena akan membahayakan, dan akan merusak sifat kimia aspalnya. Pengujian titik nyala dengan alat penentu titik nyala model bejana terbuka (cleveland open cup) . Gambar
: Alat pengujian Titik Nyala dan titik bakar
c.Penurunan Berat Aspal Kualitas aspal dapat diketahui dari penurunan berat aspal apabila dilakukan dengan tebal dan berat tertentu dalam waktu + 24 jam. Aspal yang kualitasnya baik menutur standar ASTM D-6-80 adalah aspal yang mengalami penurunan berat kurang dari 0,4%. Kehilangan berat aspal dapat diuji dengan memanaskan contoh aspal yang telah diketahui berat asalnya dalam oven khusus yang dilengkapi piringan yang dapat berputar pada suhu (163 ± 1)º C selama lima jam. Setelah itu aspal ditimbang dan diuji penetrasinya, sehingga didapat kehilangan beratnya, dan penurunan penitrasi setelah kehilangan berat. Gambar Oven untuk pengujian Kehilangan berat
d.Kelarutan Aspal dalam Karbon Tetra Klorida
126
Untuk menguji kemurnian aspal, karena kemungkinan aspal mengandung bahan tak larut seperti garam, kotoran abu, karbon atau mineral lainnya, dilakukan pengujiannya dengan melarutkan aspal dalam Carbon Bisulfida (CS2), kemudian bagian yang tidak larut ditimbang. Cairan pelarut lainnya yang biasa dipakai adalah karbon Tetraklorida (CCL4). Cairan ini tidak mudah terbakar dibanding dengan CS2, maka lebih sering pakai, meskipun hasilnya kurang teliti karena ada zat karbon yang seharusnya larut dalam CS2 tapi tidak larut dalam CCl4.
e.Daktilitas Aspal Pengujian daktilitas dibutuhkan untuk mengetahiu sifat kohesi dan plastisitas aspal. Pengujian dilakukan dengan mencetak aspal dalam cetakan khusus dan meletakannya kedalam tempat pengujian. Tempat pengujian berisi airyang memiliki berat jenis yang sama dengan berat jenis aspal. Agar berat jenis air mendekati berat jenis aspal, maka jika berat jenis air lebih tinggi dari berat jenis aspal, air tersebut harus ditambah Methyl Alcohol, tetapi sebaliknya jika berat jenis air lebih rendah dari berat jenis aspal, tambah dengan Sodium Klorida (NaCl) Nilai daktilitas aspal adalah panjang contoh ketika putus pada saat dilakukan penarikan dengan kecepatan 5 cm permenit.
127
Aspal dengan angka daktilitas yang rendah dapat mengalami retak akibat lapisan aspal mengalami perubahan suhu yang tinggi. Sifat daktilitas ini dipengaruhi oleh sifat kimia akibat
aspal, yaitu
susunan
senyawa
hidrokarbon
yang
dikandungnya. Bila aspal banyak senyawa
mengandung parafin
dengan
rantai panjang, daktilitas rendah,
demikian
juga
dengan aspal yang didapat dari proses blowing (blown asphalt) dimana banyak terdapat gugusan hidrokarbon tak jenuh yang dapat menyusut, sedangkan yang banyak mengandung parafin karena susunan rantai karbon yang kekuatan strukturnya kurang plastis. f. Titik lembek aspal, Yang dimaksud titik lembek adalah suhu pada saat bola baja dengan berat tertentu mendesak turun suatu lapisan aspal suatu lapisan aspal yang tertahan dalam cincin ukuran tertentu, sehingga aspal tersebut menyentuh plat dasar yang terletak dibawah cincin dengan ketinggian tertentu akibat kecepatan pamanasan suhu. Alat untuk menguji titik lembek adalah Ring and Ball
Gambar
: Alat pengujian titik lembek Ring and ball 128
Titik lembek diuji untuk mengetahui pada suhu berapa aspal tersebut dari kondisi keras menjadi lembek. Jika diketahui suhunya, maka pemakaian aspal tersebut tidak boleh digunakan pada kondisi jalan dengan suhu permukaan lebih besar dari suhu titik lemeknya. Jadi jika aspal memeiliki titik lembek 45ºC, artinya aspal tersebut jangan dipakai pada suhu permukaan jalan lebih dari 45ºC. g.Berat Jenis Aspal Di dalam perhitungan rancangan campuran dibutuhkan parameter penunjuk berat, yaitu berat jenis agregat. Berat jenis agregat adalah perbandingan antara berat volume agregat dan berat volume air.Berat jenis aspal tanpa campuran biasanya berkisar antara 1,02 sampai 1,05 pada suhu 250 C. Angka yang tinggi dicapai untuk aspal keras, dan yang rendah untuk aspal cair. Makin keras aspal umumnya berat jenis makin tinggi. Berat jenis dipengaruhi oleh perubahan suhu dimana pemuaian dapat mengakibatkan perubahan volume. Pada Gambar terlihat skema volume butir agregat, yang terdiri dari volume agregat masif (V s), volume pori yang tidak dapat diresapi oleh air (Vi), volume pori yang dapat diresapi air (VP + Vc), dan volume pori yang dapat diresapi aspal (VC). VS + VP + Vi + Vc = volume total butir agregat Vp + Vi + Vc = volume pori agregat
Vs
= volume bagian masif
Vi
= volume pori yang tak dapat diresapi air
Vp
= volume pori yang tak dapat diresapi aspal, tetapi dapat diresapi air
129
Vc
= volume pori yang dapat diresapi aspal dan air Gambar. Skematis bagian dari butir agregat
Terdapat tiga jenis berat jenis (specific gravity) yaitu: berat jenis bulk (bulk specific gravity), berat jenis kering permukaan (saturated surface dry), dan berat jenis semu (apparent specific gravity). Berat jenis efektif (efective specific gravity), adalah berat jenis dengan memperhitungkan berat agregat dalam keadaan kering, jadi merupakan berat agregat kering, dan volume agregat yang tak dapat diresapi aspal (Vs+Vi +Vp). Penyerapan adalah persentase berat air yang dapat diserap pori terhadap berat agregat kering. Harga – harga berat jenis dibutuhkan untuk membuat bermacam – macam variasi campuran aspal atau jenis – jenis pengujian aspal lainnya. Berat jenis ditentukan dengan menggunakan metode picnometer sesuai ASTM D-70 untuk aspal semen. Dalam rentang suhu antara 250 C sampai 2000 koefisien pemuaian adalah 0,0006per 0C. Cara menentukan berat jenis biasanya untuk aspal padat menggunakan piknometer (untuk mengukur berat serta volumenya) sedang untuk aspal cair dipakai aero meter. 9.6
Beton Aspal Beton aspal adalah jenis perkerasan jalan yang terdiri dari campuran
agregat dan aspal, dengan atau tanpa bahan tambahan. Material-material pembentuk beton aspal dicampur di tempat pencampur pada suhu tertentu, kemudian diangkut ke lokasi, dihamparkan, dan dipadatkan. Suhu pencampur ditentukan berdasarkan jenis aspal yang akan digunakan. Jika digunakan aspal keras, maka suhu pencampuran umumnya antara 145º-155ºC, sehingga disebut beton aspal campuran panas. Campuran ini dikenal juga dengan nama hotmix. Beton aspal yang mengunakan aspal cair dapat dicampur pada suhu ruang, sehingga dinamakan coldmix. 130
Karakteristik beton aspal Tujuh karakteristik campuran yang harus dimiliki oleh beton aspal seperti dikutip dari buku Beton Aspal, Silvia Sukirman adalah stabilitas, keawetan atau durabilitas, kelenturan atau fleksibilitas, ketahanan terhadap kelelahan (fatique resistance), kekesatan permukaan atau ketahanan geser, kedap air, dan kemudahan pelaksanaan. Stabilitas adalah kemampuan perkerasan jalan menerima beban lalu lintas tanpa terjadi perubahan bentuk tetap seperti gelombang, alur, dan bleeding. Kebutuhan akan stabilitas sebanding dengan fungsi jalan, dan beban lalu lintas yang akan dilayani. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai stabilitas beton aspal adalah : 1. Gesekan internal, yang dapat berasal dari kekasaran permukaan dari butirbutir agregat, luas bidang kontak antar butir atau bentuk butir, gradasi agregat, kepadatan campuran, dan tebal film aspal. Stabilitas terbentuk dari kondisi gesekan internal yang terjadi di antara butir-butir agregat, saling mengunci dan mengisinya butir-butir agregat, dan masing-masing butir saling terikat akibat gesekan antar butir dan adanya aspal. Kepadatan campuran menentukan pula tekanan kontak, dan nilai stabilitas campuran. Pemilihan agregat bergradasi baik atau rapat akan memperkecil rongga antar agregat, sehingga aspal yang dapat ditambahkan dalam campuran menjadi sedikit. 2. Kohesi, adalah gaya ikat aspal yang berasal dari daya lekatnya, sehingga mampu memelihara tekanan kontak antar butir agregat. Daya kohesi terutama ditentukan oleh penetrasi aspal, perubahan viskositas akibat temperatur, tingkat pembebanan, komposisi kimiawi aspal, efek dari waktu dan umur aspal. Keawetan atau durabilitas adalah kemampuan beton aspal menerima repitisi beban lalu lintas seperti berat kendaraan dan gesekan antara roda kendaraan dan permukaan jalan, serta menahan keausan akibat pengaruh cuaca 131
dan iklim, seperti udara, air, atau perubahan temperatur. Durabilitas beton aspal dipengaruhi oleh tebalnya film atau selimut aspal, banyaknya pori dalam campuran, kepadatan dan kedap airnya campuran. Selimut aspal yang tebal akan membungkus agregat secara baik, beton aspal akan lebih kedap air, sehingga kemampuannya menahan keausan akan semakin baik. Tetapi semakin tebal selimut aspal, maka semakin mudah terjadi bleeding yang mengakibatkan jalan semakin licin. Besarnya pori yang tersisa dalam campuran setelah pemadatan, mengakibatkan durabilitas beton aspal menurun. Semakin besar pori yang tersisa semakin tidak kedap air dan semakin banyak udara di dalam beton aspal , yang menyebabkan semakin mudahnya selimut aspal beroksidasi dengan udara dan menjadi getas, dan durabilitasnya menurun. Kelenturan atau fleksibilitas adalah kemampuan beton aspal untuk menyesuaikan diri akibat penurunan (konsolidasi / settlement) dan pergerakan dari pondasi atau tanah dasar, tanpa terjadi retak. Penurunan terjadi akibat dari repetisi beban lalu lintas, ataupun penurunan akibat beban sendiri tanah timbunan yang dibuat di atas tanah asli. Fleksibilitas dapat ditingkatkan dengan mempergunakan agregat bergradasi terbuka dengan kadar aspal yang tinggi. Ketahanan terhadap kelelahan (fatique resisitance) adalah kemampuan beton aspal menerima lendutan berulang akibat repetisi beban, tanpa terjadinya kelelahan berupa alur dan retak. Hal ini dapat tercapai jika mempergunakan kadar aspal yang tinggi. Kekesatan / tahanan geser (skid resistance) adalah kemampuan permukaan beton aspal terutama pada kondisi basah, memberikan gaya gesek pada roda kendaraan sehingga kendaraan tidak tergelincir, ataupun slip. Faktorfaktor untuk mendapatkan kekesatan jalan sama dengan untuk mendapatkan stabilitas yang tinggi, yaitu kekasaran permukaan dari butiran agregat, luas bidang kontak antar butir atau bentuk butir, gradasi agregat, kepadatan campuran, dan tebal film aspal. Ukuran maksimum butir agregat ikut menentukan kekesatan permukaan. Dalam hal ini agregat yang digunakan tidak saja harus mempunyai
132
permukaan yang kasar, tetapi juga mempunyai daya tahan untuk permukaannya tidak mudah menjadi licin akibat repitisi kendaraan. Kedap air (impermeabilitas) adalah kemampuan beton aspal untuk tidak dapat dimasuki air ataupun udara ke dalam lapisan beton aspal. Air dan udara dapat mengakibatkan percepatan proses penuaan aspal, dan pengelupasan film / selimut aspal dari permukaan agregat. Jumlah pori yang terisa setelah beton aspal dipadatkan
dapat
menjadi
indikator
kekedapan
air
campuran.
Tingkat
impermebilitas beton aspal berbanding terbalik dengan tingkat durabilitasnya. Mudah dilaksanakan (workability) adalah kemampuan campuran beton aspal untuk mudah dihamparkan dan dipadatkan. Tingkat kemudahan dalam pelaksanaan, menentukan tingkat efisiensi pekerjaan. Faktor yang mempengaruhi tingkat kemudahan dalam proses penghamparan adalah viskositas aspal, kepekaan aspal terhadap perubahan temperatur, dan gradasi serta kondisi agregat. Revisi atau koreksi terhadap rancangan campuran dapat dilakukan jika ditemukan kesukaran dalam pelaksanaan. Ketujuh sifat campuran beton aspal ini tak mungkin dapat dipenuhi sekaligus oleh satu jenis campuran. Sifat-sifat beton aspal mana yang dominan lebih diinginkan, akan menentukan jenis beton aspal yang dipilih. 9.7
Agregat untuk perkerasan jalan Agregat didefinisikan secara umum sebagai formasi kulit bumi yang keras
dan padat. ASTM mendefinisikan agregat sebagai suatu bahan yang terdiri dari mineral padat, berupa massa berukuran besar ataupun berupa fragmen-fragmen . Agregat merupakan komponen utama dari struktur perkerasan jalan, yaitu 90-95% berdasarkan persentase berat, atau 75-85% agregat berdasarkan persentase volume. Dengan demikian kualitas perkerasan jalan ditentukan juga dari sifat agregat dan hasil campuran agregat dengan material lain. Agregat yang digunakan dapat berasal dari artegat alam maupun agregat buatan. Berdasarkan pengolahannya agregat dapat dibedakan atas agregat siap pakai, dan agregat yang perlu diolah terlebih dahulu sebelum dipakai. 133
Bedasarkan ukuran butirnya agregat dapat dibedakan atas agregat kasar, agregat halus, dan bahan pengisi (filler). Batasan dari masing-masing agregat ini seringkali berbeda, sesuai dengan institusi yang menentukannya. The Asphalt Institut dan Depkimpraswil dalam Spesifikasi Baru Campuran Panas, 2002 membedakan agregat menjadi : 1. Agregat kasar, adalah agregat dengan ukuran butir lebih besar dari saringan nomor 8 (= 2,36 mm). 2. Agregat halus, adalah agregat dengan ukuran butir lebih halus dari saringan nomor 8 (= 2,36 mm). 3. Bahan pengisi (filler), adalah bagian dari agregat halus yang lolos saringan nomor 30 (= 0,60 mm). Bina Marga membedakan agregat menjadi : 1. Agregat kasar, adalah agregat dengan ukuran butir lebih besar dari saringan nomor 4 (= 4,75 mm). 2. Agregat halus, adalah agregat dengan ukuran butir lebih halus dari saringan nomor 4 (= 4,75 mm). 3. Bahan pengisi (filler), adalah bagian dari agregat halus yang minimum 75 % lolos saringan nomor 200 (= 0,075 mm). Sifat Agregat Sebagai Material Perkerasan Jalan Sifat agregat merupakan salah satu faktor penentu kemampuan perkerasan jalan memikul beban lalu lintas dan daya tahan terhadap cuaca. Oleh karena itu perlu pemeriksaan yang teliti sebelum diputuskan suatu agregat dapat dipergunakan sebagai material perkerasan jalan, diantaranya : 1.Gradasi Agregat Gradasi adalah susunan butir agregat sesuai ukurannya. Ukuran butir agregat dapat diperoleh melalui pemeriksaan analisis saringan. Untuk pengerjaan beton aspal umumnya terdiri dari saringan berukuran 1 inci, 3/4 inci, 1/2 inci, 3/8 inci, No.4,No.8, No.16, No.30, No.50, No.100, dan No.200. Tabel 2.3 menunjukkan bukaan dari masing-masing saringan berdasarkan AASHTO.
134
Gradasi agregat dinyatakan dalam persentase lolos, atau persentase tertahan, yang dihitung berdasarkan berat agregat. Gradasi agregat menentukan besarnya rongga atau pori yang mungkin terjadi dalam agregat campuran. Agregat campuran yang terdiri dari agregat berukuran sama akan berongga atau berpori banyak, karena tak terdapat agregat berukuran lebih kecil yang dapat mengisi rongga yang terjadi. Sebaliknya, jika campuran agregat terdistribusi dari agregat berukuran besar sampai kecil secara merata, maka rongga atau pori yang terjadi sedikit. Hal ini disebabkan karena rongga yang terbentuk oleh susunan agregat berukuran besar, akan diisi oleh agregat berukuran lebih kecil. Jenis Gradasi Agregat, terdiri dari: Agregat bergradasi kasar adalah agregat bergradasi baik yang mempunyai susunan ukuran menerus dari kasar sampai dengan halus, tetapi dominan berukuran agregat kasar. Agregat bergradasi halus adalah agregat bergradasi baik yang mempunyai susunan ukuran menerus dari kasar sampai dengan halus, tetapi dominan berukuran agregat halus. Agregat bergradasi buruk tidak memenuhi persyaratan gradasi baik. Terdapat berbagai macam nama gradasi agregat yang dapat dikelompokkan ke dalam agregat bergradasi buruk, seperti : Agregat bergradasi seragam, adalah agregat yang hanya terdiri dari butir-butir agregat berukuran sama atau hampir sama. Campuran agregat ini mempunyai pori antar butir yang cukup besar, sehingga sering dinamakan juga agregat bergradasi terbuka. Rentang distribusi ukuran butir yang ada pada agregat bergradasi seragam tersebar pada rentang yang sempit. 135
Agregat bergradasi terbuka, adalah agregat yang distribusi ukuran butirnya sedemikian rupa sehingga pori-porinya tidak terisi dengan baik. Agregat bergradasi senjang, adalah agregat yang distribusi ukuran butirnya tidak menerus, atau ada bagian ukuran yang tidak ada, jika ada hanya sedikit sekali. Secara umum terdapat perbedaan yang mendasar dari sifat campuran agregat bergradasi baik dan buruk seperti yang terlihat pada Tabel 9.3
Gambar 9.5 Ilustrasi rentang ukuran butir pada berbagai gradasi
Tabel 9.3 Sifat agregat campuran Sifat Stabilitas Permeabilitas Tingkat kepadatan Rongga pori
Agregat
Agregat
bergradasi buruk
bergradasi balk
buruk baik buruk besar
Baik Buruk Baik Sedikit
Ukuran Maksimum Agregat, dinyatakan dengan : Ukuran maksimum agregat, yaitu menunjukkan ukuran saringan terkecil dimana agregat yang lolos saringan tersebut sebanyak 100%. Ukuran nominal maksimum agregat, menunjukkan ukuran saringan terbesar dimana agregat yang tertahan saringan tersebut sebanyak tidak lebih dari 10%. Ukuran maksimum agregat ikut menentukan tebal minimum lapisan perkerasan yang mungkin dapat dilaksanakan. Sebagai patokan awal, tebal lapisan minimum sama dengan dua kali ukuran agregat maksimum. Tabel 9.4 menunjukan tipe-tipe gradasi agregat berdasarkan Aspalt Institute 136
137
138
