BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II. 2.2.1.7 Perawatan Beton ( Curing )
II.3 Bahan Tambah
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 sabagai 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 (Mulyono, 2003).
Bahan tambah biasanya diberikan dalam jumlah yang relatif sedikit, dan harus dengan pengawasan yang ketat agar tidak berlebihan yang justru akan dapat memperburuk sifat beton.
Di Indonesia bahan tambah telah banyak dipergunakan. Manfaat dari penggunaan bahan tambah ini perlu dibuktikan dengan menggunakan bahan agregat dan jenis semen yang sama dengan bahan yang akan dipakai di lapangan. Dalam hal ini bahan yang dipakai sebagai bahan tambah harus memenuhi ketentuan yang diberikan oleh SNI. Untuk bahan tambah yang merupakan bahan
tambah kimia harus memenuhi syarat yang diberikan dalam ASTM C.494,
“Standard Spesification for Chemical Admixture for Concrete”.
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 ditujukan
untuk membentuk gelembung-gelembung 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. Keuntunganannya 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.
• 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).
II.3.2 Alasan Penggunaan Bahan Tambah
Penggunaan bahan tambah harus didasarkan pada alasan-alasan yang tepat misalnya untuk memperbaiki sifat-sifat tertentu pada beton. Pencapaian kekuatan awal yang tinggi, kemudahan pekerjaan, menghemat harga beton, memperpanjang waktu pengerasan dan pengikatan, mencegah retak dan lain sebagainya. Para pemakai harus menyadari hasil yang diperoleh tidak akan sesuai dengan yang diharapkan pada kondisi pembuatan beton dan bahan yang kurang baik.
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.
b. Pada beton keras (hardened concrete)
Meningkatkan mutu beton
Kedap terhadap air (low permeability).
Meningkatkan ketahanan beton (durability).
Berat jenis beton meningkat.
II.3.3 Jenis-Jenis Bahan Tambah Kimia
Menurut standar ASTM C.494 jenis bahan tambah kimia dibedakan menjadi tujuh tipe. Jenis dan defenisi bahan tambahan kimia ini sebagai berikut:
1. Tipe A ”Water Reducing Admixture”
Water Reducing Admixture adalah bahan tambah yang mengurangi air
pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu.
2. Tipe B ”Retarding Admixture”
Retarding Admixture adalah bahan tambah yang berfungsi untuk
menghambat waktu pengikatan beton. Ready mix untuk lokasi yang sulit dijangkau dan pada daerah yang mempunyai empat musim cuaca, banyak dipakai pada saat pembangunan konstruksi pada waktu musim panas. 3. Tipe C ”Accelerating Admixture”
Accelerating Admixture adalah bahan tambah yang berfungsi untuk
mempercepat pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton. Bahan ini digunakan untuk mengurangi lamanya waktu pengeringan (hidrasi) dan mempercepat pencapaian kekuatan pada beton.
4. Tipe D ”Water Reducing and Retarding Admixture”
Water Reducing and Retarding Admixture adalah bahan tambahan yang
berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan awal.
5. Tipe E ”Water Reducing and Accelerating Admixture”
Water Reducing and Accelerating AdmixtureI adalah bahan tambah yang
berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan mempercepat pengikatan awal. Bahan ini digunakan untuk manambah kekuatan beton, dan juga mengurangi kandungan semen yang sebanding dengan pengurangan kandungan air artinya FAS yang digunakan tetap dengan mengurangi kadar air.
6. Tipe F ”Water Reducing, High Range Admixture”
Water Reducing, High Range Admixture adalah bahan tambah yang
berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih. Jenis bahan tambah ini dapat berupa superplasticizer.
7. Tipe G ”Water Reducing, High Range Retarding Admixture”
Water Reducing, High Range Retarding Admixture adalah bahan tambah
yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih dan juga untuk menghambat pengikatan beton. Jenis bahan tambah ini merupakan gabungan superplasticizer dengan menunda waktu pengikatan beton.
II.3.4 Bahan Tambah Mineral (Mineral Admixture )
Bahan tambah mineral ini merupakan bahan tambah yang dimaksudka n untuk memperbaiki kinerja beton. Pada saat ini, bahan tambah mineral ini lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja tekan beton, sehingga bahan tambah mineral ini cenderung bersifat penyemenan. Beberapa bahan tambah mineral ini adalah abu terbang (fly ash), slag, silica fume dan abu ampas tebu (cane pulp ash).
II.3.4.1 Abu Terbang (Fly Ash)
Menurut ASTM C.618 (ASTM, 1995:304) abu terbang (fly ash) didefenisikan sebagai butiran halus hasil residu pembakaran batubara atau bubuk batu bara. Fly ash dapat dibedakan menjadi dua, yaitu abu terbang yang normal yang dihasilkan dari pembakaran batubara antrasit atau batubara bitomius dan abu terbang kelas C yang dihasilkan dari batubara jenis lignite atau subbitumeus.
Abu terbang kelas C kemungkinan mengandung kapur (lime) lebih dari 10% beratnya. Kandungan kimia yang dibutuhkan dalam fly ash tercantum dalam Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Kandungan Kimia Fly Ash
Senyawa Kimia Jenis F Jenis C
Oksida Silika (SiO2) + Oksida Alumina (Al2O3) + Oksida Besi (Fe2O3), minimum %
70.0 50.0
Trioksida Sulfur (SO3), maksimum % 5.0 5.0
Kadar Air, maksimum % 3.0 3.0
Kehilangan Panas, maksimum % 6.0* 6.0 * Penggunaan sampai dengan 12% masih diijinkan jika ada perbaikan kinerja atau hasil test laboratorium menunjukkan demikian.
Sumber : ASTM C.618-95:305.
II.3.4.2 Slag
Slag merupakan hasil residu pembakaran tanur tinggi. Defenisi slag dalam ASTM C.989, ”Standard spesification for ground granulated
Blast-Furnace Slag for use in concrete and mortar”, (ASTM, 1995:494) adalah produk
non-metal yang merupakan material berbentuk halus, granular hasil pembakaran yang kemudian didinginkan, misalnya dengan mencelupkannya dalam air.
Keuntungan penggunaan slag dalam campuran beton adalah sebagai berikut (Lewis, 1982).
a. Mempertinggi kekuatan tekan beton karena kecendrungan melambatnya kenaikan kekuatan tekan.
b. Menaikkan ratio antara kelenturan dan kuat tekan beton. c. Mengurangi variasi kekuatan tekan beton.
e. Mengurangi serangan alkali-silika.
f. Mengurangi panas hidrasi dan menurunkan suhu.
g. Memperbaiki penyelesaian akhir dan memberi warna cerah pada beton. h. Mempertinggi keawetan karena pengaruh perubahan volume.
i. Mengurangi porositas dan serangan klorida.
Faktor-faktor untuk menentukan sifat penyemenan (cementious) dalam slag adalah komposisi kimia, konsentrasi alkali dan reaksi terhadap sistem, kandungan kaca dalam slag, kehalusan, dan temperatur yang ditimbulkan selama proses hidrasi berlangsung(Cain, 1994:505).
II.3.4.3 Silika Fume
Menurut standard ”Spesification for Silica Fume for Use in
Hydraulic-Cemen Concrete and Mortar” (ASTM.C.1240, 1995: 637-642) silica fume adalah
material pozzolan yang halus, dimana komposisi silika lebih banyak yang dihasilkan dari tanur tinggi atau sisa produksi silikon atau alloy besi silikon (dikenal sebagai gabungan antara microsilika dengan silica fume).
Penggunaan silica fume dalam campuran beton dimaksudkan untuk menghasilkan beton dengan kekuatan tekan yang tinggi. Beton dengan kekuatan tinggi digunakan, misalnya untuk kolom struktur atau dinding geser, pre-cast atau beton pra-tegang dan beberapa keperluan lain. Kriteria kekuatan beton berkinerja tinggi saat ini sekitar 50-70 Mpa untuk umur 28 hari. Penggunaan silica fume
beton dengan faktor air semen sebesar 0.34 dan 0.28 dengan atau tanpa bahan
superplastisizer dan nilai slump 50 mm(Yogendran, et al, 1987:124-129):
Komposisi kimia dan fisika dari silika-fume dapat dilihat pada tabel 2.4. Tabel 2.4 Komposisi Kimia Silica Fume
Kimia Berat (%) SiO2 Karbon Fe2O3 CaO Al2O3 MgO MnO K2O Na2O 92-94 3-5 0.10-0.50 0.10-0.15 0.20-0.30 0.10-0.20 0.008 0.10 0.10 Fisika Berat (%) Berat Jenis
Rata-rata ukuran partikel, µ m, Lolos ayakan No.325 dala, %
Keasaman pH (10% air dalam slurry)
2.02 0.1 99.00
7.3 Sumber: Yogendra, et al, ACI Material Journal, Maret/April, 1987:125
II.3.4.4 Abu Ampas Tebu (AAT)
` Abu ampas tebu (AAT) adalah sisa hasil pembakaran dari ampas tebu. Ampas tebu sendiri merupakan hasil limbah buangan yang berlimpah dari proses pembuatan gula (±30% dari kapasitas giling) (Tanan, 2001). Abu ampas tebu yang dahulunya hanya digunakan sebagai abu gosok, sudah mulai dimanfaatkan dalam industri bahan bangunan, seperti :
1. Di Mesir telah diadakan penelitian bahwa abu ampas tebu dapat dimanfaatkan sebagai komponen penyusun dalam pembuatan keramik (Elkader, 1986).
2. Telah dicobakan pemanfaatan abu ampas tebu sebagai campuran semen dengan perbandingan 1 semen : 12 abu ampas tebu, dan ternyata memberi hasil yang lebih kuat, ringan dan tahan terhadap kondisi agresif, dan tentu saja membutuhkan biaya yang lebih ekonomis (wahid).
3. Telah dicoba dalam pembuatan panil gypsum, dimana abu ampas tebu dipakai sebagai bahan tambah mampu menghasilkan panil gypsum yang memiliki kuat lentur yang baik (Sri Murni, 1998).
4. Penelitian dilakukan pada campuran beton dengan komposisi AAT 0℅, AAT 10℅, AAT 2 0 ℅ sebag ai p eng g anti semen . Hasil Tes Tek an, Tes Tarik, dan Uji Porositas pada penelitian beton telah membuktikan bahwa AAT telah berfungsi sebagai pozzolan dengan kuat tekan terbesar, kuat tarik terbesar dan porositas terkecil ada pada beton dengan 10℅ AAT (Ghozi, 2001).
Setelah dilakukan penelitian, senyawa kimia yang terkandung dalam abu ampas tebu dapat dilihat pada tabel 2.5 sebagai berikut :
Tabel 2.5 Kandungan kimia Abu Ampas Tebu
Senyawa Jumlah (%) SiO2 70.97 Al2O3 0.33 Fe2O3 0.36 K2O 4.82 Na2O 0.43 MgO 0.82 C5H10O5 22.27 C7H10O3 C5H8O4
Sumber : Hasil anlisa No. 4246/LT AKI/XI/99 oleh Team Afilliansi dan Konsultasi Industri ITS Surabaya
Dari data di atas, jelas sekali terlihat bahwa senyawa kimia yang dominan adalah SiO2 (silika) sebesar 70.97%. Komposisi tersebut menguntungkan abu ampas tebu bila bahan ini digunakan sebagai bahan pengganti semen pada campuran beton.
Keunggulan penggunaan abu ampas tebu pada campuran beton antara lain :
a. Dengan kandungan silika hampir 80% , abu ampas tebu dapat digunakan sebagai bahan pengganti semen pada campuran beton.
b. Meningkatkan kepadatan (density) beton. c. Mengurangi terjadinya retak pada beton.
Kelemahan penggunaan abu ampas tebu pada campuran beton antara lain :
a. Apabila kandungan silika pada abu ampas tebu menurun tidak mencapai 70% maka akan dapat menurunkan kualitas dan kuat tekan beton.
b. Tidak dapat langsung dipergunakan pada campuran beton, tetapi perlu adanya penelitian kandungan kimia khususnya silika terlebih dahulu. Hal ini dikarenakan kandungan kimia abu ampas tebu berbeda untuk setiap asal abu ampas tebu yang berbeda.
Bahan tambah yang digunakan dalam penelitian ini adalah
Abu ampas tebu (cane culp ash) yang berasal dari limbah produksi Pabrik Gula Sei Semayang (PGSS), termasuk dalam kategori bahan tambah mineral (Mineral