BAB 2 SEMEN, AGREGAT, DAN AIR
3.4. Inovasi Bahan Tambah
yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa semburan asap
ii. Abu sekam padi (rice husk ash), merupakan limbah dari tanaman padi
Semen yang memakai pozzolan akan memiliki sifat-sifat sebagai berikut [5].
a. Panas hidrasi akan turun karena pozzolan akan mengurangi kandungan C3A di dalam semen
b. Faktor air semen akan meningkat dengan adanya pozzolan c. Kemudahan pengerjaan beton yang memakai semen pozzolan
akan meningkat
d. Mempercepat waktu pengikatan e. Meningkatkan kekuatan beton
3.4. INOVASI BAHAN TAMBAH
Berbagai inovasi bahan tambah telah dilakukan sejak beberapa dekade terakhir. Dalam bab ini akan disajikan beberapa inovasi bahan tambah terpilih.
Inovasi pozzolan alam jenis balsatic pumice yang berasal dari wilayah Cukurova dimanfaatkan dengan baik di Turki. Binici, et. al. [6] meneliti tentang panas hirasi awal dari semen-campuran
38
dan ground balsatic pumice (GBP). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengurangan panas hidrasi dicapai oleh spesimen dengan butir yang lebih kasar dengan volume bahan tambah sebesar 30% dengan nilai Blaine sebesar 2800 + 30 cm2/g. Dengan panas hidrasi yang rendah ini maka beton dengan campuran ground granulated-blast furnace slag (GGBF) dan ground balsatic pumice (GBP) dapat digunakan untuk konstruksi beton massa.
Hasil penelitian (Susilorini, 2003; Susilorini, et. al, 2002; Pramono dan Wibowo, 2002; Setiawan dan Purnomo, 2002 dalam [6]) menunjukkan bahwa trass Muria Kudus dapat dimanfaatkan sebagai agregat alternatif untuk menggantikan agregat halus pasir Muntilan dalam campuran beton dengan komposisi tertentu. Uji laboratorium menunjukkan bahwa kandungan SiO2 pada trass Muria Kudus yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah sebesar 42,02%, sedangkan kandungan Al2O3 adalah sebesar 28,08%. Perbandingan volume (1:2:3) untuk (semen:trass Muria Kudus:split) adalah perbandingan campuran beton yang optimal untuk kinerja kuat tekan, kuat tarik-belah, maupun modulus elastisitas. Secara keseluruhan, beton dengan agregat halus trass Muria Kudus menunjukkan kinerja yang lebih baik dibandingkan beton normal, terutama untuk kinerja kuat tarik-belah yang mencapai nilai 70% lebih tinggi dibandingkan beton normal. Hasil pengujian kuat tekan dan kuat tarik-belah (Pramono dan Wibowo, 2002; Susilorini, et. al., 2002; Susilorini, 2003 dalam [6]) menunjukkan bahwa kuat tekan optimal dicapai beton dengan campuran Trass Muria Kudus sebesar
39
29,802 MPa yang melebihi syarat kuat rencana (19 MPa). Di samping itu, modulus elastisitas beton dengan campuran Trass Muria Kudus memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan beton normal (Setiawan dan Purnomo, 2002; Susilorini, et. al., 2002; Susilorini, 2003 dalam [6]).
Penelitian bahan tambah (admixture) berbasis gula untuk campuran beton dengan memanfaatkan sukrosa, gula pasir, dan larutan tebu dapat dijelaskan sebagai berikut. Bahan tambah diaplikasikan pada campuran beton dengan tujuan meningkatkan beberapa sifat dan kinerja beton. Bahan tambah pemercepat (accelerator), menurut ASTM tipe C, maupun pemerlambat (retarder), menurut ASTM tipe D, secara khusus dikaji dalam penelitian Susilorini [7, 8]. Bahan tambah pemercepat digunakan untuk mempercepat waktu pengikatan semen dan pengerasan beton sedangkan bahan tambah pemerlambat digunakan untuk tujuan sebaliknya. Dosis bahan tambah pemerlambat yang umum digunakan dalam campuran beton berkisar antara 0.03%-0.15% dari berat semen (Jayakumaranma, 2005 dalam [6]), sedangkan dosis di atas 0.25% dari berat semen akan menimbulkan percepatan pengikatan semen yang signifikan.
Penelitian-penelitan terdahulu (Susilorini, 2009; Susilorini, et. al., 2008; 2009; Etmawati and Yuwono, 2008; Ganis and Nugraha, 2008; Nikodemus and Setiawan, 2008; Syaefudin and Nugraha, 2008; Birru and Windya, 2009; Aprilia and Maulana, 2009 dalam [7, 8]) membuktikan bahwa pada dosis tertentu gula dapat mempercepat atau justru memperlambat waktu pengikatan semen dan pengerasan beton serta
40
meningkatkan kinerja kuat tekan mortar dan beton. Perlu dicatat bahwa ampas tebu mengandung 30-50% selulosa dan 20-24% lignin (Viera, et.al., 2007 dalam [7, 8]). Adanya lignin dalam ampas tebu dan air perasannya diindikasikan memberikan kontribusi lekatan bila larutan tebu dicampurkan ke dalam adukan beton. Bahan tambah berbasis gula dalam campuran beton bersifat meningkatkan ikatan C-S-H sehingga akan meningkatkan nilai kuat tekannya seiring waktu hingga dicapai nilai optimal dari kuat tekan tersebut.
Penelitian Susilorini [7, 8] telah menghasilkan beberapa komposisi bahan tambah (admixture) berbasis gula untuk campuran beton (Susilorini, 2009, 2010). Dalam penelitian tersebut, telah diuji 16 komposisi untuk memperoleh komposisi optimal dengan uji kuat tekan mortar dan beton. Hasil uji kuat tekan beton dari ke-16 komposisi menyimpulkan adanya 6 komposisi optimal bahan tambah berbasis gula yang mampu meningkatkan kuat tekan beton. Dari ke-6 komposisi optimal tersebut, 5 komposisi bersifat sebagai pemerlambat dan 1 komposisi sebagai pemercepat. Bahan tambah berbasis gula untuk campuran beton yang menggunakan sukrosa, gula pasir, dan larutan tebu, adalah bahan tambah yang ramah lingkungan, mampu meningkatkan kuat tekan beton serta memiliki keawetan, sehingga membuktikan bahwa bahan tambah berbasis gula ini juga berkelanjutan. Komposisi optimal bahan tambah beton berbasis gula ini telah diajukan pendaftaran patentnya.
41
3.5. SOAL LATIHAN
1. Jelaskan tentang peranan bahan tambah dalam industri beton dan beton siap pakai (ready mix).
2. Jelaskan mengenai jenis-jenis bahan tambah dan fungsi penggunaannya.
3. Jelaskan tentang water-reducing admixture dan penggunaannya. 4. Bandingkan peranan bahan tambah pemerlambat dengan peranan
superplasticizer pada beton
42
3.6. PUSTAKA
[1] Mehta, P Kumar, dan Monteiro, PJM. (1993). Concrete – Structure,
Properties, and Materials. Prentice-Hall, New Jersey.
[2] Shetty, MS. (2005). Concrete Technology – Theory and Practice. S Chand & Company Ltd., India.
[3] Neville, AM. (1999). Properties of Concrete, Fourth and Final Edition, Pearson Eduaction Ltd., Essex, England.
[4] Newmann, John dan Choo, Ban Seng. (2003). Advanced Concrete Technology – Consituent Material, Elsevier, Ltd., Burlinton, MA.
[5] Susilorini, Rr. M.I. Retno, dan Suwarno, Dj. (2009). Mengenal dan
Memahami Teknologi Beton. Penerbit Unika Soegijapranata, Semarang.
[6] Susilorini, Rr. M.I. Retno, dan Suryoatmono, Bambang. (2007). “Trass, Masa Depan Bagi Pozolan Alam Sebagai Agregat Alternatif Untuk Campuran Beton”, Prosiding Seminar Nasional KK Struktur - Institut Teknologi Bandung, pp. 96-106.
[7] Susilorini, Rr. M.I. Retno. (2009). “Pemanfaatan Material Lokal untuk Teknologi Beton Ramah Lingkungan yang Berkelanjutan”, Laporan Akhir, DP2M, Ditjen Dikti.
[8] Susilorini, Rr. M.I. Retno, dan Sambowo, Kusno Adi. (2010). “Pemanfaatan Material Lokal untuk Teknologi Beton Ramah Lingkungan yang Berkelanjutan”, Laporan Akhir, DP2M, Ditjen Dikti.
43
BAB 4
DURABILITAS BETON
4.1. PENTINGNYA DURABILITAS BETON
ACI Committee 201 [1] mendefinisikan durabilitas beton dengan semen Portland sebagai kemampuan beton untuk menahan cuaca, serangan kimia, abrasi, atau proses pengrusakan lain; dengan demikian durabilitas beton akan mempertahankan bentuk asli, kualitas, dan kemampuan layan saat terekspose di lingkungan. Pendapat menarik dikemukakan oleh Newmann dan Choo [2], durabilitas tidak hanya sekedar berhenti pada terminologi ‘baik’ atau ‘lebih baik’. Durabiltas bukanlah sifat (properties), melainkan perilaku (behaviour) yang menyatakan kinerja beton saat terekspose dengan lingkungan (Gambar 4.1.). Dengan demikian, ‘masa-layan’ (service life) dapat menjadi deskripsi durabilitas yang lebih tepat.
44
Gambar 4.1. Elemen beton pada konstruksi dermaga yang mengelupas
akibat terekspose lingkungan air laut
(http://www.carrasquilloassociates.com/images/gallery/durability_05.jpg)
Masa-layan didefinisikan sebagai waktu selama beton memenuhi persyaratan kinerjanya dengan pemeliharaan yang ditentukan. Definisi masa-layan dapat disajikan dengan grafik relasi kinerja-waktu seperti yang diperlihatkan Gambar 4.2.
45
Gambar 4.2. Definisi masa-layan dalam relasi kinerja-waktu
(Newmann dan Choo, 2003)
4.2. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI DURABILITAS
BETON
Durabilitas beton sangat dipengaruhi oleh berbagai hal, antara lain permeabilitas beton, kerusakan alamiah (fisik) dan kerusakan kimia, pengaruh cuaca, serta korosi pada tulangan baja (Gambar 4.3.) yang tertanam di dalam beton [3]. Lingkungan agresif sangat berperan dalam menurunkan kinerja durabilitas beton. Isu durabilitas beton menjadi hal yang sangat penting sehingga diakomodasi oleh ACI-08 dalam salah satu bagiannya.
46
Gambar 4.3. Contoh kasus kerusakan elemen beton akibat korosi pada tulangan
yang terekspose lingkungan agresif (Lobo, 2007)
Gambar 4.4. Contoh kasus kerusakan elemen beton serangan sulfat
(http://imgs.ebuild.com/cms/CONCRETE%20PRODUCER%20MAGAZINE/2007/Ja nuary/CP070101036L5.jpg)
47
4.3. PERMEABILITAS BETON
Gambar 4.5. Pemodelan permeabilitas beton
(http://dcnonl.com/images/archivesid/24408/601.jpg)
Salah satu tolok ukur dalam durabilitas beton adalah permeabilitas. Permeabilitas didefinisikan sebagai sifat yang menyatakan laju aliran cairan dalam benda padat berporus [1]. Dalam hal beton,
48
adanya agregat dengan permeabilitas rendah dalam pasta semen diharapkan dapat mengurangi permeabilitas sistem karena partikel agregat harus memotong saluran tempat mengalirnya cairan dalam matriks pasta semen [1, 4]. Beton yang kedap air diartikan sebagai beton yang awet [5] dan memiliki koefisien permeabilitas sebesar k = 10-10 cm/det.
4.4. BETON YANG TERKARBONASI
Karbonisasi pada beton merupakan proses penetrasi dari CO2 dari udara ke dalam beton dan bereaksi dengan Ca(OH)2 dan membentuk CaCO3 [4]. Sesungguhnya CO2 tidak bersifat reaktif, namun dengan adanya kelembaban maka CO2 berubah menjadi asam karbonik cair yang menyerang beton dan mengurangi alkalinitas beton. Udara yang mengandung CO2 akan terpenetrasi ke dalam beton, mengkarbonisasi beton, dan mengurangi alkalinitas beton. Dalam hal ini, pH (derajat keasaman) dari pori-pori air pada pasta semen keras akan menurun nilainya dari 13 menjadi 9. Bila Ca(OH)2 terkarbonisasi seluruhnya maka pH akan menurun lagi menjadi sekitar 8.3. Dalam keadaan pH yang rendah, maka lapisan pelindung akan rusak sehingga tulangan baja terekspose dan terjadi korosi. Dengan demikian karbonisasi pada beton seperti yang disajikan Gambar 4.6. dan 4.7. menjadi penyebab utama korosi tulangan baja di samping oksigen dan kelembaban.
49
Gambar 4.6. Beton yang terkarbonisasi pada bangunan gedung
(http://www.williamjmarshall.co.uk/carbconc.jpg)
Gambar 4.7. Beton yang terkarbonisasi berwarna pink
50
4.5. SUSUT PADA BETON
Susut (shrinkage) pada beton (Gambar 4.8.) menjadi salah satu penyebab retak dan menurunnya kinerja beton [4]. Susut dapat diakibatkan oleh susut kering (drying shrinkage) dan susut akibat karbonasi (carbonation shrinkage) [6].
Gambar 4.8. Beton yang mengalami susut
(http://www.superseal.ca/pics/cf_foundation-cracks.jpg)
Susut akibat karbonasi dapat dijelaskan sebagai berikut [6]. Keberadaan CO2 menyebabkan massa beton mengembang. Pada saat
51
beton mengering, dan beton terkarbonasi secara simultan, maka pengembangan massa. Penyebab susut akibat karbonasi ditengarai disebabkan oleh melarutnya kristal Ca(OH)2 akibat tegangan tekan dan tersimpannya CaCO3 di area bebas tegangan sehingga pasta semen keras sementara waktu tertekan dan mengembang. Bila proses karbonasi berlanjut pada terjadinya dehidrasi C-S-H, maka akan terjadi susut akibat karbonasi.
4.6. BETON PASCA BAKAR
Kebakaran membawa dampak yang serius terhadap bangunan gedung yang terbuat dari beton, seperti yang disajikan Gambar 4.9. Secara umum, material beton relatif lebih tahan api dibandingkan kayu dan plastik, juga baja. Namun demikian, untuk memberikan kinerja durabilitas terhadap api yang signifikan, tetap diperlukan beberapa persyaratan untuk durabilitas beton pasca bakar yang memadai.
Komposisi bahan penyusun beton sangat penting untuk diperhatikan dalam hal durabilitas beton pasca bakar karena pasta semen dan agregat mengandung komponen yang dapat berdekomposisi setelah pemanasan [1]. Di samping itu, beberapa aspek dari beton seperti permeabilitas, dimensi elemen, laju peningkatan suhu, menjadi faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam beton pasca bakar.
52
Gambar 4.9. Struktur beton yang rusak akibat kebakaran
(http://www.norcalblogs.com/watts/images/580-880_steel.jpg)
Pengaruh peningkatan suhu terhadap kekuatan beton tidak terlalu signifikan sampai dengan 250oC, namun di atas suhu 300oC beton akan kehilangan kekuatan secara nyata [4]. Pada suhu di atas 400oC, beton keras terhidrasi akan kehilangan air dalam Ca(OH)2 bebas, dan meninggalkan CaO. Jika CaO tersebut basah atau terkena udara lembab, maka akan terjadi rehidrasi pada Ca(OH)2 yang dibarengi pengembangan volume.
4.7. SERANGAN-SERANGAN
DURABILITAS BETON
Serangan-serangan kimiaw mempengaruhi durabilitas beton. B dibahas dalam subbab ini debagai be serangan asam, serangan alkali, dan se
Gambar 4.10. Struktur beton yang m
(http://theconstructor.org/wp-conten
53
N YANG MEMPENGARUHI
iawi terhadap beton sangat . Beberapa serangan kimiawai akan ai berikut, antara lain serangan sulfat,
n serangan air laut.
ng mengelupas akibat serangan sulfat ntent/uploads/2010/04/image55.png)
54
Serangan sulfat (Gambar 4.10. dan 4.11.) disebabkan reaksi kimia dari ion sulfat sebagai bahan agresif komponen alumina dari semen Portland [5]. Dengan volume air tertentu, reaksi dari sulfat akan menyebabkan pengembangan beton (Gambar 4.11.) yang akan menimbulkan retak-retak dengan pola tak teratur.
Gambar 4.11. Potongan penampang beton terkena serangan sulfat
(http://www.understanding-cement.com/images/thaumasite.jpg)
Sulfat terdapat di dalam tanah maupun air tanah dalam bentuk kalsium, sodium, potasium, magnesium [4]. Serangan sulfat terhadap
55
beton lebih disebabkan oleh sulfat cair daripada sulfat padat, yang bereaksi dengan pasta semen terhidrasi. Di antara semua jenis sulfat, magnesium sulfat dinilai paling merusak beton.
Mekanisme serangan sulfat dapat dijelaskan sebagai berikut [5]. Serangan sulfat diawali dengan pembentukan gypsum (calcium sulfat) dan ettringite (calcium sulphoaluminate) yang memiliki sifat menambah volume sehingga terjadi pengembangan volume beton yang akhirnya merusak beton. Reaksi pembentukan ettringite terjadi karena adanya gypsum yang ditambahkan ke dalam campuran beton untuk mencegah flash set. Untuk mengatasi serangan sulfat, maka perlu dipilih semen dengan kadar C3A rendah, yaitu semen tipe V, atau dapat juga digunakan semen pozzolan.
Jenis serangan kimia yang lain adalah serangan asam. Beton tidak sepenuhnya tahan terhadap serangan asam (Gambar 4.12. dan 4.13.). Asam, baik dalam konsentrasi kecil maupun besar, cepat atau lambat akan mendisintegrasi beton. Senyawa yang paling rentan terhadap serangan asam adalah Ca(OH)2 dan C-S-H. Seranngan asam ini akan sangat merusak jika pH di bawah 4.5 [4].
Mekanisme serangan asam terjadi dengan mengubah unsur-unsur bahan semen yang tidak larut ke dalam air menjadi unsur-unsur yang larut ke dalam air, sehingga mudah menghilang dari dalam beton [5]. Bila beton terkena serangan asam sulfur, maka akan terbentuk calcium sulfat yang kemudian bereaksi dengan fase kalsium aluminat dalam semen akan
56
menyebabkan terjadinya kristalisasi yang kemudian akan mengakibatkan volume beton mengembang (Gambar 4.14.).
Gambar 4.12. Elemen beton yang terkena serangan asam
(http://bauerepoxies.com/assets/images/Lihir-102.jpg)
Gambar 4.13. Konstruksi pintu air dengan tiang beton
yang terkena serangan asam
57
Gambar 4.14. Potongan penampang beton
yang terkena serangan asam
(http://www.concrete-experts.com/images/AKK_30.jpg)
Jenis serangan kimiawi yang lain adalah serangan alkali. Serangan alkali merupakan reaksi antara ion-ion hidroksil dengan pori-pori air dalam beton dan jenis bebatuan mineral tertentu yang timbul dan menjadi bagian dari agregat [4]. Serangan alkali menghasilkan pengembangan volume dan pola retak tipikal seperti disajikan Gambar 4.15. dan 4.16. dengan lebar retak berkisar 0.1-10 mm.
58
Gambar 4.15. Potongan penampang beton
yang terkena serangan alkali silika
(http://www.drmor.com/learn/img/asr_orng_200x148.gif)
Gambar 4.16. Elemen beton yang terkena serangan alkali
59
Mekanisme serangan alkali dapat dijelaskan sebagai berikut. Beton mendapat gangguan berupa rekasi kimia dari silika aktif yang terdapat pada bahan agregat alkali yang terdapat dalam semen Portland yang berupa Na2O dan K2O [5]. Reaksi tersebut membentuk gel alkali-silika yang menyerap air dengan cara osmosis sehingga terjadi pengembangan volume. Bila gel alkali-silika tersebut dilapisi pasta semen, maka akan terjadi tegangan dalam pasta semen yang mengakibatkan timbulnya retak-retak dengan pola tak teratur namun terdistribusi merata. Kecepatan rekasi pembentukan gel silika-alkai dangat tergantung pada ukuran partikel silika. Partikel silika yang berukuran 20-30 µm akan mengembang dalam waktu 8 minggu.
Pencegahan serangan alkali dapat dilakukan dengan cara [5, 6] antara lain:
a. Mencegah terjadinya kontak antara beton dengan udara b. Menggunakan semen Portland yang mengandung alkali
kurang dari 0.6%
c. Menggunakan semen tipe I dan fly ash semen (PFA) minimum 25% dengan pembatasan kadar alkali dari semen kurang dari 3 kg/m3
60
Serangan air laut umumnya menjadi salah satu penyebab dari menurunnya durabilitas beton di lingkungan pantai maupun lepas pantai. Berbagai senyawa kimia yang terkandung dalam air laut maupun organisme laut dapat merusak konstruksi beton (Gambar 4.17 dan 4.18.).
Gambar 4.17. Elemen beton yang terekspose air laut
(http://www.concretethinker.com/Content/ImageLib/ 15714%20conf%20bridge.jpg)
Gambar 4.18. Elemen beton yang terkena serangan organisme laut
61
Air laut mengandung 3.5% garam dari keseluruhan beratnya [1, 4].
Konsentrasi ion Na+ dan Cl- sangat tinggi, sekitar 11.000-20.000 mg/l sedangkan
Mg2+ dan SO42- sekitar 1400-2700 mg/l. Nilai pH dari air laut bervariasi sekitar
7.5-8.4 dengan nilai rerata 8.2. Air laut juga mengandung CO2. Dari kandungan senyawa kimia yang terdapat dalam air laut, berbagai serangan kimia dapat terjadi dan merusak beton, yaitu serangan sulfat, serangan asam, serangan CO2, dan serangan chlorida.
Masalah yang patut mendapat perhatian dalam hal serangan air laut terhadap beton adalah serangan chlorida yang dapat menimbulkan korosi tulangan baja. Page dan Page [7] membuktikan bahwa persentase chlorida terhadap berat semen akan makin meningkat seiring timbulnya korosi, seperti disajikan Gambar 4.19.
Gambar 4.19. Kurva relasi ambang chlorida dan saat timbulnya korosi
62
4.8. SOAL LATIHAN
1. Jelaskan tentang durabilitas dan pentingnya durabilitas beton. 2. Mengapa durabilitas beton memegang peranan penting dalam
kontrol kualitas beton? Jelaskan pengaruh permeabilitas terhadap durabilitas beton.
3. Jelaskan proses terjadinya serangan sulfat, serangan asam, serangan air laut, dan serangan alkali pada beton.
4. Jelaskan bagaimana mengatasi masalah korosi pada bangunan di tepi pantai dan lepas pantai.
5. Apakah perbaikan mungkin dilakukan pada struktur beton yang terkena serangan sulfat? Jelaskan.
63
4.9. PUSTAKA
[1] Mehta, P Kumar, dan Monteiro, PJM. (1993). Concrete – Structure,
Properties, and Materials. Prentice-Hall, New Jersey.
[2] Newmann, John dan Choo, Ban Seng. (2003). Advanced Concrete Technology – Concrete Properties, Elsevier, Ltd., Burlinton, MA.
[3] Lobo, Colin L. (2007). New Perspektif on Concrete Durability, Concrete in Focus Magazine, pp. 24-30.
[4] Shetty, MS. (2005). Concrete Technology – Theory and Practice. S Chand & Company Ltd., India.
[5] Susilorini, Rr. M.I. Retno, dan Suwarno, Dj. (2009). Mengenal dan
Memahami Teknologi Beton. Penerbit Unika Soegijapranata, Semarang.
[6] Neville, AM. (1999). Properties of Concrete, Fourth and Final Edition, Pearson Eduaction Ltd., Essex, England.
[7] Page, CL., dan Page, MM. (2007). Durability of Concrete and Cement Composites, Woodhead Publishing Ltd., England.
64
BAB 5
BETON BERDURABILITAS TINGGI
5.1. KINERJA DAN INOVASI BETON BERDURABILITAS
TINGGI
Durabilitas beton yang tinggi berarti beton tersebut memiliki kinerja keawetan yang tinggi, sifat kedap air yang tinggi, serta ketahanan yang tinggi pula terhadap serangan-serangan yang dapat mengakibatkan kerusakan pada beton.
Beton mutu tinggi (HPC, high performance concrete) sering diidentikkan memiliki durabilitas tinggi (high durability) pula seperti terlihat pada Gambar 5.1. Durabilitas tinggi dapat dicapai beton antara lain dengan menambahkan abu terbang (fly ash) sekitar 25-60% ke dalam semen, yang dikenal dengan sebutan High Volume Fly ash Concrete (HVLC) [1].
Upaya lain meningkatkan durabilitas normal menjadi tinggi antara lain dapat dilakukan dengan memakai plasticizer, meniadakan partikel lumpur dan kotoran organik dalam campuran beton, menerapkan metode perawatan progresif, menggunakan semen Portland Pozzolan,
65
Semen Portland dengan panas hidrasi-rendah, serta mengaplikasikan gelembung di dalam beton [2].
Gambar 5.1. Konstruksi beton kedap air membutuhkan durabilitas tinggi (http://www.wakmc.com/e107_images/custom/iimage011.jpg)
Upaya lain untuk meningkatkan durabilitas beton agar memiliki kinerja keawetan yang tinggi adalah mencampurkan bahan tambah berbasis gula [3, 4] yang terdiri dari campuran gula pasir, sukrosa, dan larutan tebu, yang mampu meningkatkan kuat tekan mortar dan beton dalam lingkungan normal dan lingkungan agresif (air laut, air payau, air ‘rob’, dan larutan NaCl) seperti yang diperlihatkan Gambar 52. Dan 5.3..
66
Gambar 5.2. Benda uji mortar dirawat dengan air rob (Susilorini dan Sambowo, 2010)
Gambar 5.3. Benda uji beton dirawat dengan air laut (Susilorini dan Sambowo, 2010)
67
Inovasi bahan tambah berbasis gula yang dilakukan Susilorini, et. al. membawa terobosan baru yang signifikan [3-5]. Kinerja beton dengan bahan tambah berbasis gula akan didiskusikan lebih lanjut pada sub bab 5.3. berikut.
5.2. PREDIKSI DURABILITAS BETON
Prediksi durabilitas beton dilakukan dengan membangun model-model yang relevan. Model yang tengah dikembangkan oleh Heiyantuduwa dan Alexander [6] adalah pengembangan UCT Service Life
Model, yang memodelkan prediksi seumur hidup dari struktur beton di
lingkungan air laut dengan menggunakan South African Durability Index
Approach. Model sebelumnya, yaitu diformulasi ulang dan dikalibrasi
secara primer untuk menyediakan basis analisis durabilitas dan desain struktur beton di lingkungan air laut yang memperhitungkan ketersediaan material yang berbeda dalam kisaran yang lebih luas, seperti halnya keadaan di Afrika Selatan. Model ini memberikan hasil yang baik dengan mengedepankan kinerja jangka panjang struktur beton baru di lingkungan air laut.
Model lain untuk prediksi durabilitas beton di lingkungan air laut dikemukakan oleh Mackechnie tentang prediksi masuknya chlorida ke dalam beton [6]. Dalam model ini beton dengan abu terbang (fly ash) dan slag memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap ekspose air laut dibandingkan dengan beton dengan semen Portland biasa.
68
5.3. APLIKASI BAHAN TAMBAH BERBASIS GULA UNTUK
BETON BERDURABILITAS TINGGI
Bahan tambah yang dimasukkan ke dalam campuran beton menjadi satu faktor penting lain yang turut menentukan kinerja beton secara keseluruhan. Bahan tambah kimiawi maupun alami telah banyak diproduksi, Beberapa penelitian terdahulu [7-16] telah mengkaji peranan dan kinerja bahan tambah alami berbasis gula dalam campuran beton yang ternyata dapat meningkatkan kinerja beton, namun belum ada penelitian yang memanfaatkan campuran gula pasir, sukrosa, dan larutan tebu sebagai bahan tambah beton. Untuk itu penulis bersama rekan-rekan melakukan penelitian-penelitian, dari penelitian awal hingga lanjut untuk mengkaji kinerja beton dengan bahan tambah berbasis gula.
Penelitian awal yang dilakukan penulis dan rekan-rekan [17-26] membuktikan bahwa pada dosis tertentu gula dapat mempercepat atau justru memperlambat waktu pengikatan semen dan pengerasan beton serta meningkatkan kinerja kuat tekan mortar dan beton. Perlu dicatat bahwa ampas tebu mengandung 30-50% selulosa dan 20-24% lignin [13]. Adanya lignin dalam ampas tebu dan air perasannya diindikasikan memberikan kontribusi lekatan bila larutan tebu dicampurkan ke dalam adukan beton. Bahan tambah berbasis gula dalam campuran beton bersifat meningkatkan ikatan C-S-H sehingga akan meningkatkan nilai kuat tekannya seiring waktu hingga dicapai nilai optimal dari kuat tekan tersebut.
69
Sifat dan kinerja bahan penyusun dari bahan tambah berbasis gula dapat dijelaskan sebagai berikut [27-29]. Gula yang merupakan bahan penyusun terpenting dalam bahan tambah pada penelitian ini merupakan disakarida. Disakarida merupakan dua molekul yang diikat melalui pemeluapan. Sukrosa yang terdapat dalam gula pasir merupakan gabungan satu molekul glukosa dengan satu molekul fruktosa. Tanaman tebu (genus saccharum) dikenal sebagai bahan utama produksi gula pasir di Indonesia. Secara umum, batang tebu masak mengandung 67-75% air,