PENGARUH PENGGUNAAN RHEOMAC SF 100 PADA KUALITAS BETON YANG DIRENDAM DENGAN AIR LAUT DAN AIR SULFAT

PENGARUH PENGGUNAAN RHEOMAC® SF 100 PADA KUALITAS BETON YANG DIRENDAM DENGAN AIR LAUT DAN AIR SULFAT Effendi1, Rahmi Karolina2 1

Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email : [email protected] 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email :[email protected]

ABSTRAK

Dalam proses pengecoran bangunan pada daerah lepas pantai, kontak langsung antara beton dengan air laut tidak dapat dihindari. Air laut sendiri mengandung berbagai zat yang dapat mempengaruhi dan cenderung melemahkan kekuatan dari beton salah satunya yaitu sulfat. Oleh sebab itu perlu dilakukan pencegahan terhadap pengurangan kekuatan tersebut. Pada penelitian ini akan dibahas tentang pengaruh penggunaan Rheomac® SF100 sebanyak 10% dari berat semen terhadap kuat tekan, tarik belah dan absorpsi pada beton pada masa perendaman selama 28 hari dan 90 hari yang direndam pada 4 jenis air yaitu air normal, air laut, air sulfat ±1000 ppm,dan air sulfat ±6000 ppm. Air laut sendiri diambil dari daerah pantai cermin dan dianalisa di laboratorium untuk memperoleh kadar zat yang terkandung di dalam air laut. Dari hasil penelitian tentang kandungan kimia, diperoleh air laut mengandung klorida ±30000 ppm dan sulfat ±2600 ppm. Dari hasil penelitian diperoleh hasil bahwa air laut, maka akan semakin menurunkan kualitas dari beton dari mutu yang direncanakan. Pada percobaan ini dihasilkan bahwa semakin lama beton direndam maka akan mempengaruhi kekuatan beton tersebut. Penggunaan Rheomac® SF100 berhasil mengurangi kerusakan akibat zat- zat yang terkandung di dalam air perendaman. Kata Kunci : Rheomac® SF100, air laut, air sulfat, kuat tekan, absorpsi

ABSTRACT

In casted building at marine area, direct contact between concrete and sea water could not be avoided. The sea water itself contains some chemicals which could affect and mostly will cause the strength of concrete become weaker. One of the chemical is sulfate. Therefore we need to prevent this problem happens. In this paper, we are going discuss the effect of using 10% Rheomac® SF 100 from the weight of cement that been used, to the compression, splitting and absorption on concrete for the age of 28 and 90 days which been soaked in 4 types of water such as normal water, sea water, ±1000 ppm and ±6000 ppm sulfate water. The sea water itself was taken from Pantai Cermin Beach and been analyzed in the laboratory for the chemical concentration. From the laboratory result, it been stated that the sea water contains ±30000 ppm of chloride and ±2600 ppm of sulfate. In this paper it resulted that the sea water will caused the concrete become weaker from the quality that we planned. And the longer the concrete been soaked, the more it will affect. The usage of Rheomac® SF 100 succesfully prevent and minimize the effect from the chemicals. Keywords: Rheomac ® SF100, sea water, sulfate water, compression, absorption

1.

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Seiring dengan berkembangnya dan semakin banyaknya bangunan- bangunan yang dibangun di daerah pantai seperti dermaga dan pelabuhan yang terbuat dari beton, maka diperlukan perlakuan khusus terhadap beton yang digunakan pada bangunan tersebut. Beberapa zat pada air laut yang diketahui dapat mempengaruhi kualitas beton antara lain klorida, sulfat, kalsium, magnesium, dan zat lainnya. Pada umumnya untuk mengatasi hal- hal tersebut, maka akan digunakan semen tipe khusus seperti semen tipe II atau semen tipe V yang seperti diketahui merupakan semen tahan sulfat. Tetapi pada penerapannya semen tipe II dan semen tipe V merupakan semen yang sulit diperoleh di pasaran yang dikarenakan produksi dari produsen yang tidak rutin untuk produk semen tipe II dan semen tipe V. Oleh sebab itu maka banyak dipergunakan bahan tambahan (admixture) berupa silica fume yang dicampur ke dalam semen, sehingga diperoleh reaksi kimia yang meningkatkan nilai impermeabilitas beton yang dapat menghambat zat – zat perusak masuk ke dalam beton. Bahan tambah mineral (mineral admixtures) yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rheomac® SF 100 yang merupakan silica fume produk dari BASF. Rheomac® SF 100 telah memenuhi persyaratan ASTM C 1240.

1.2. Perumusan Masalah Penelitian Bangunan beton yang dibangun di daerah yang mengalami kontak langsung dengan air laut yang apabila beton tersebut hanya menggunakan semen tipe I maka beton akan mengalami penurunan kekuatan atau penurunan kualitas akibat dari adanya sulfat yang terkandung pada air laut yang terus menerus mengalami kontak dengan beton. Penurunan kekuatan pada bangunan tentunya tidak diharapkan terjadi, karena apabila terjadi tentu akan berbahaya dan merugikan. Oleh sebab itu penggunaan Rheomac® SF 100 akan membantu beton untuk mampu bertahan pada keadaan ekstrim seperti lingkungan yang mengandung kadar sulfat tinggi. Cara kerja Rheomac® SF 100 adalah dengan bereaksi secara kimiawi dengan beton sehingga menghasilkan pasta kalsium silika yang akan menaikkan nilai impermebiabilitas dari beton dan akan menaikkan kekuatan dari beton.

1.3. Maksud Penelitian Adapun tujuan penelitian ini sebagai berikut: • Untuk mengetahui hubungan antara air perendaman dengan kualitas beton yang dihasilkan. • Untuk mengetahui kerusakan yang diakibatkan oleh air yang mengandung zat- zat lain. • Untuk mengetahui pengaruh penambahan Rheomac® SF 100 terhadap beton. • Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan Rheomac® SF 100pada beton terhadap zatzat yang terkandung dalam air laut terutama sulfat.

1.4.

Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : a. Mutu beton rencana yang digunakan adalah fc’ = 30 MPa, b. Pemakaian admixtures Rheomac® SF 100 sebanyak 10% dari berat semen. c. Benda uji yang dipergunakan adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. d. Pengujian yang dilakukan adalah pemeriksaan nilai slump, pengujian kuat tekan, tarik belah (splitting test), dan absorpsi dilakukan pada umur perendaman 28 hari dan 90 hari untuk semua air perendaman. e. Variasi benda uji: • Variasi 1, beton normal direndam pada air normal (BN). • Variasi 2, beton normal direndam pada air laut (BN – AL). • Variasi 3, beton normal direndam pada air sulfat 1000 ppm (BN – 1000). • Variasi 4, beton normal direndam pada air sulfat 6000 ppm (BN – 6000). • Variasi 5, beton dengan Rheomac® SF 100 10% direndam pada air normal (BR). • Variasi 6, beton dengan Rheomac® SF 100 10% direndam pada air laut (BR – AL). • Variasi 7, beton dengan Rheomac® SF 100 10% direndam pada air sulfat 1000 ppm (BR – 1000). • Variasi 8, beton dengan Rheomac® SF 100 10% direndam pada air sulfat 6000 ppm (BR – 6000).

Tabel 1. Jumlah Benda Uji

Jenis

Beton Normal

Beton dengan admixture Rheomac® SF 100 10%

Air Perendaman Air Biasa Air Sulfat 1000 ppm Air Sulfat 6000 ppm Air Laut Air Biasa Air Sulfat 1000 ppm Air Sulfat 6000 ppm Air Laut

Lama Perendaman 28 hari 90 hari Kuat Tekan Tarik Belah Kuat Tekan Tarik Belah & Absorpsi & Absorpsi & Absorpsi & Absorpsi 3 3 3 3

Jumlah

12

3

3

3

3

12

3

3

3

3

12

3 3

3 3

3 3

3 3

12 12

3

3

3

3

12

3

3

3

3

12

3 3 Total Benda Uji

3

3

12 96

2. TINJAUAN PUSTAKA Beton ( concrete ) adalah material utama konstruksi yang paling banyak digunakan selain baja. Beton diperoleh dengan cara mencampurkan semen, agregat halus dan kasar, dan air dengan perbandingan tertentu. Bila campuran tersebut dicampur dan dituang ke dalam cetakan dan kemudian dibiarkan, maka akan terjadi proses pengerasan. Proses pengerasan itu terjadi karena reaksi kimia antara air dan semen yang berlangsung terus menerus. Bahan tambah (admixture) adalah bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama percampuran berlangsung. Fungsi dari bahan ini adalah untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya. Admixture atau bahan tambah yang didefenisikan dalam Standard Definitions of terminology Relating to Concrete and Concrete Aggregates (ASTM C.125-1995:61) dan dalam Cement and Concrete Terminology (ACI SP-19) adalah sebagai material selain air, agregat dan semen hidrolik yang dicampurkan dalam beton atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama pengadukan berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan karakteristik dari beton misalnya untuk dapat dengan mudah dikerjakan, mempercepat pengerasan, menambah kuat tekan, penghematan, atau untuk tujuan lain seperti penghematan energi. Untuk memudahkan pengenalan dan pemilihan admixture, perlu diketahui terlebih dahulu kategori dan penggolongannya, yaitu : 1. Air entraining Agent (ASTM C 260), yaitu bahan tambah yang ditujukanuntuk membentuk gelembunggelembung udara berdiameter 1 mm atau lebih kecil didalam beton atau mortar selama pencampuran, dengan maksud mempermudah pengerjaan beton pada saat pengecoran dan menambah ketahanan awal pada beton. 2. Chemical admixture (ASTM C 494), yaitu bahan tambah cairan kimia yang ditambahkan untuk mengendalikan waktu pengerasan (memperlambat atau mempercepat), mereduksi kebutuhan air, menambah kemudahan pengerjaan beton, meningkatkan nilai slump dan sebagainya. 3. Mineral admixture (bahan tambah mineral), merupakan bahan tambah yang dimaksudkan untuk memperbaiki kinerja beton. Pada saat ini, bahan tambah mineral ini lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja tekan beton, sehingga bahan ini cendrung bersifat penyemenan. Keuntungannya antara lain : memperbaiki kinerja workability, mempertinggi kuat tekan dan keawetan beton, mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton. Beberapa bahan tambah mineral ini adalah pozzolan, fly ash, slang, dan silica fume.

4.

Miscellanous admixture (bahan tambah lain), yaitu bahan tambah yang tidak termasuk dalam ketiga kategori diatas seperti bahan tambah jenis polimer (polypropylene, fiber mash, serat bambu, serat kelapa dan lainnya), bahan pencegah pengaratan dan bahan tambahan untuk perekat (bonding agent).

Keuntungan penggunaan bahan tambah pada sifat beton, antara lain : a. Pada beton segar (fresh concrete)  Memperkecil faktor air semen  Mengurangi penggunaan air.  Mengurangi penggunaan semen.  Memudahkan dalam pengecoran.  Memudahkan finishing. b. Pada beton keras (hardened concrete)  Meningkatkan mutu beton  Kedap terhadap air (low permeability).  Meningkatkan ketahanan beton (durability).  Berat jenis beton meningkat. Nilai kuat tekan beton diperoleh dari persamaan :

P A

(1)

2P πLD

(2)

f’c =

dimana: f’c P A

= Kekuatan tekan ( kg / cm2 ) = Beban tekan ( kg ) = Luas permukaan benda uji ( cm2 )

Nilai kuat tarik (splitting test) diperoleh dari persamaan:

T=

dimana: T P L D

= Tegangan tarik belah beton (kg/cm2) = Beban tekan (kg) = Panjang silinder (cm) = Diameter silinder (cm)

Nilai absorpsi diperoleh dari persamaan:

Absorpsi =

dimana: A B

= Berat beton sebelum direndam (kg) = Berat beton sesudah direndam (kg)

A− B x 100% B

(3)

3.

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Setelah melalui proses penelitian, maka diperoleh hasil sebagai berikut: Tabel 2. Kandungan Kimia dalam Air Laut No 1 2 3 4 5

Parameter pH Ca Mg Klorida Sulfat

Hasil 7,10 352,6864 1249,6368 30016,224 2632,5

Satuan --mg/L mg/L mg/L mg/L

Tabel 3. Kuat Tekan Beton Perendaman 28 hari Jenis Sampel Kuat Tekan Rata – Rata (Mpa) BN 30,951 BN – AL 24,534 BN – 1000 30,007 BN – 6000 27,742 BR 47,558 BR – AL 44,539 BR – 1000 46,992 BR – 6000 45,105

Perendaman 90 hari Jenis Sampel Kuat Tekan Rata – Rata (Mpa) BN 37,556 BN – AL 28,120 BN – 1000 35,669 BN – 6000 30,573 BR 58,127 BR – AL 53,975 BR – 1000 57,183 BR – 6000 54,352

Kuat Tekan 60 50

BN BN - AL

f'c (Mpa)

40

BN - 1000 30

BN - 6000 BR

20

BR - AL 10

BR - 1000 BR - 6000

0 28 hari

90 hari

Grafik 1. Grafik Kuat Tekan Beton

Tabel 4. Kuat Tarik Belah Beton

Jenis Sampel BN BN – AL BN – 1000 BN – 6000 BR BR – AL BR – 1000 BR – 6000

Perendaman 28 hari Tegangan Tarik Rata – Rata (kg/cm2) 56,86 45,78 55,14 51,42 68,05 63,96 67,36 64,39

Jenis Sampel BN BN – AL BN – 1000 BN – 6000 BR BR – AL BR – 1000 BR – 6000

Perendaman 90 hari Tegangan Tarik Rata – Rata (kg/cm2) 65,28 49,19 61,60 52,58 75,78 70,18 74,61 70,82

Kuat Tarik Belah 80 Tegangan Tarik (kg/cm2)

70 BN

60

BN - AL

50

BN - 1000

40

BN - 6000

30

BR

20

BR - AL

10

BR - 1000

0

BR - 6000 28 hari

90 hari

Grafik 2. Grafik Tegangan Tarik Beton

Tabel 5. Nilai Absorpsi Beton

Jenis Sampel BN BN – AL BN – 1000 BN – 6000 BR BR – AL BR – 1000 BR – 6000

Perendaman 28 hari Absorpsi Rata – Rata (%) 1,573 5,029 1,583 3,852 0,787 0,793 0,790 0,793

Jenis Sampel BN BN – AL BN – 1000 BN – 6000 BR BR – AL BR – 1000 BR – 6000

Perendaman 90 hari Absorpsi Rata – Rata (%) 1,319 6,284 1,569 4,476 0,642 1,565 0,778 1,563

Nilai Absorpsi 7

Absorpsi (%)

6

BN

5

BN - AL

4

BN - 1000 BN - 6000

3

BR

2

BR - AL

1

BR - 1000

0

BR - 6000 28 hari

90 hari

Grafik 3. Grafik Absorpsi Beton

4. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan, maka diambil beberapa kesimpulan, antara lain : 1.

2.

3.

BN – AL mengalami penurunan kekuatan yang lebih besar jika dibandingkan dengan BN – 1000 maupun BN – 6000. Besar penurunan kuat tekan yaitu sebesar 20,732% untuk perendaman 28 hari dan 25,126% untuk perendaman 90 hari. Sedangkan untuk kuat tarik penurunan yang terjadi sebesar 19,486% untuk perendaman 28 hari dan 24,649% untuk perendaman 90 hari. Penambahan Rheomac® SF 100 pada beton berhasil meningkatkan kekuatan beton dan ketahanan beton terhadap serangan kimia. Besar peningkatan kuat tekan beton pada BR – AL yaitu sebesar 43,902% untuk perendaman 28 hari dan 43,719% untuk perendaman 90 hari. Sedangkan untuk kuat tarik peningkatan yang terjadi sebesar 12,487% untuk perendaman 28 hari dan 7,508% untuk perendaman 90 hari.. Nilai absorpsi maksimum untuk perendaman 28 hari terjadi pada BN – AL yaitu sebesar 5,029% dan nilai absorpsi minimum terjadi pada BR sebesar 0,787%. Sedangkan untuk perendaman 90 hari nilai absorpsi maksimum terjadi pada BN – AL yaitu 6,284% dan nilai absorpsi minimum terjadi pada BR yaitu sebesar 0,642%.

DAFTAR PUSTAKA Abrams, Duff A., 1919. Effect of Curing Condition on the Wear and Strength of Concrete, Chicago: Lewis Institute. ASTM, Annual Books of ASTM Standards 1991 : Concretes And Aggregates, Vol.04.02 Construction, Philadelphia-USA: ASTM,1991,PA19103-1187. Dipohusodo, Istimawan. 1994, “Struktur Beton Bertulang”, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. J. Francis Young. dkk. 1998, The Science and Technology of Civil Engineering Material, New Jersey: Prentice – Hall, Inc. Mulyono, Tri. 2003, Teknologi Beton, Penerbit ANDI Yogyakarta. Murdock, L.J. & Brook K.M. 1986, Bahan dan Praktek Beton, Penerbit Erlangga, Jakarta. Neville, A.M., 1977. Properties of Conrete, London : Pitman Publishing Limited. Nugraha,Paul & Antoni. 2007, Teknologi Beton, Penerbit ANDI Yogyakarta.

Purba, Parhimpunan.2006. “Pengaruh Kandungan Sulfat terhadap Kuat Tekan Beton”. Jurusan Teknik Sipil PSD III Universitas Diponegoro. SK SNI 1972-2008, “Cara Uji Slump Beton”, Badan Standar Nasional. SK SNI 03-2847-2002, “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung”, Badan Standar Nasional. Sudarmoko. 1997. “Pengaruh Kandungan Sulfat dalam Air Campuran dan Perawatan Keras terhadap Kuat Tekan Beton". Media Teknik , XIX: 50-54, Universitas Gajah Mada. Syamsuddin, Ristinah.dkk. 2007. “Pengaruh Air Laut Pada Perawatan (Curing) Beton terhadap Kuat Tekan dan Absorpsi Beton dengan Variasi Faktor Air Semen dan Durasi Perawatan”. Jurnal Rekayasa Sipil, V: 6875, Universitas Brawijaya. Tjokrodimuljo, Kardiyono. 1998. “Faktor – faktor yang Mempengaruhi Kekentalan Adukan Beton dan Penerapannya pada Perencanaan Adukan Beton”, Universitas Gajah Mada.