2. Agregat Kasar
2.4.4 Bahan Tambahan .1 Umum
2.4.4.2 Jenis dan Pengaruh Bahan Mineral Pembantu
Bahan mineral pembantu saat ini banyak ditambahkan kedalam campuran beton dengan berbagai tujuan, antara lain untuk mengurangi pemakaian semen, mengurangi temperatur akibat reaksi hidrasi, mengurangi bleeding atau menambah kelecakan beton segar. Cara pemakaiannya pun berbeda – beda,
35 sebagai bahan pengganti semen atau sebagai bahan tambahan pada campuran untuk mengurangi pemakaian agregat.
Mineral pembantu yang digunakan umumnya mempunyai komponen aktif yang bersifat fozzolanik (material pozzoland), yaitu dapat bereaksi dengan kapur bebas (kalsium hidroksida) yang dilepaskan semen saat proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada temperatur normal dengan adanya air.
Material pozzoland dapat berupa material yang sudah terjadi alami ataupun yang didapat dari hasil industri. Masing – masing mempunyai komponen aktif yang berbeda. Umumnya material pozzoland ini lebih murah daripada semen portland sehingga biasanya digunakan sebagai pengganti semen. Persentase penggantian semen ini harus diperhatikan karena dapat menyebabkan penurunan kekuatan beton.
Penambahan material pozzoland juga dapat berpengaruh terhadap kelecakan beton. Dengan bertambahnya partikel halus ini kemungkinan terjadi bleeding pada betonsegar akan berkurang karena kelebihan air akan terserap oleh partikel halus. Kebutuhan air pada beton dapat meningkat untuk kelecakan yang sama karena ukuran partikel material pozzoland yang halus. Namun bentuk partikel material ini lebih memengaruhi akan kebutuhan airnya.
Material Ukuran rata – rata (μm) Luas permukaan (m2/g)
Bentuk partikel Massa jenis Semen Portland 10 – 15 <1 Angular,
irregular ~3.2
Pozzoland alamiah 10 – 15* <1 Angular,
irregular Bervariasi
36 Silika Fume 0.1 – 0.3 15 – 25 Spherical 2.2 Rice Hush ash 10 – 20* 50 – 100 Cellular,
irregular <2.0
Calcined clay 1 – 2 ~15 Platey 2.4
*setelah dihaluskan
Tabel 2.6 Karakteristik fisik dari material pozzoland
Bentuk seperti bola (spherial) menghasilkan kelecakan yang lebih baik dari pada bentuk yang bersudut (angular) karena luas permukaan yang lebih kecil. Bentuk bola juga mempunyai efek ball-bearing yang dapat meningkatkan kelecakan campuran beton segar. Material pozzoland dengan bentuk bersudut, berongga (cellular) ataupun bentuk tak tentu (irregular) membutuhkan penggunaan bahan kimia pembantu (superplasticizer) agar didapat kelecakan yang baik.
2.4.4.3 Slag
Slag merupakan hasil residu pembakaran tanur tinggi. Slag baja merupakan limbah padat dari proses pemurnian besi cair dalam pembuatan baja. Definisi 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 mencelupkan dalam air.
Steel slag (kerak baja) adalah produk sampingan yang terbentuk dalam proses pembuatan baja. Secara garis besar, proses pembuatan baja dibagi menjadi
37 tiga proses, yaitu: proses pembuatan besi, proses pembuatan baja, dan proses pemberian bentuk produk (Umegaki, 1986; Anon., 1994).
Keuntungan menggunakan slag dalam campuran beton adalah sebagai berikut (Lewis, 1982).
1. Mempertinggi kekuatan tekan beton karena kecenderungan melambatnya kenaikan kekuatan beton
2. Menaikkan ratio antara kelenturan dan kuat tekan beton. 3. Mengurangi variasi kekuatan tekan beton
4. Mempertinggi ketahanan terhadap sulfat dalam air laut. 5. Mengurangi serangan alkali-silika.
6. Mengurangi panas hidrasi dan menurunkan suhu.
7. Memperbaiki penyelesaian akhir dan memberi warna cerah pada beton. 8. Mempertinggi keawetan karena perubahan volume.
9. Mengurangi porositas dan serangan klorida.
Faktor – faktor yang menentukan sifat penyemenan 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).
Slag adalah kerak, bahan sisa dari dari pengecoran besi, dimana prosesnya memakai dapur (furnace) yang bahan bakarnya dari udara yang ditiupkan. Material penyusun slag adalah kapur, silika dan alumina yang bereaksi pada temperatur 1600oC dan membentuk cairan. Bila cairan ini didinginkan secara lambat maka akan terjadi kristal yang tak berguna sebagai campuran semen dan dapat dipakai sebagai pengganti agregat. Namun bila cairan tersebut didinginkan
38 secara cepat dan mendadak, maka akan membentuk granulated glass yang sangat aktif, yang cocok untuk pembuatan semen slag. Bijih dari kerak tersebut kemudian digiling hinga halus, dapat dipakai sebagai bahan pengganti semen pada pembuatan beton.
Proses reduksi dilakukan dengan menggunakan tungku pelebur yang disebut juga tanur tinggi (blast furnace). Biji besi hasil penambangan dimasukkan ke dalam tanur tinggi tersebut dan didalam tanur tinggi dilakukan proses reduksi tidak langsung yang cara kerjanya sebagai berikut :
Bahan bakar yang digunakan untuk tanur tinggi ini adalah batu bara yang telah dikeringkan (kokas). Kokas dengan kandungan karbon (C) diatas 80%, tidak hanya berfungsi sebagai bahan bakar, tetapi juga berfungis sebagai pembentuk gas CO yang berfungsi sebagai reduktor. Untuk menimbulkan proses pembakaran maka ke dalam tanur tersebut ditiupkan udara dengan menggunakan blower sehingga terjadi proses oksidasi sebagai berikut :
2C + O2 2CO + Panas
Gas CO yang terjadi dapat menimbulkan reaksi reduksi terhadap biji yang dimasukkan ke dalam tanur tersebut. Sedangkan panas yang ditimbulkan berguna untuk mencairkan besi yang telah tereduksi tersebut. Untuk mengurangi kotoran-kotoran (impuritas) dari logam cair, ke dalam tanur biasanya ditambahkan sejumlah batu kapur (limestone). Batu kapur tersebut akan membentuk terak (slag) dan dapat mengikat kotoran-kotoran yang ada didalam logam cair. Karena berat jenis terak lebih rendah dari berat jenis cairan besi maka terak tersebut berada dipermukaan logam cair sehingga dapat dikeluarkan melalui lubang terak
39 2.5 Kebakaran pada bangunan
Kebakaran adalah suatu proses kimia, yaitu oksidasi dari suatu material organik. Material organik adalah material yang mengandung unsur karbon pada susunan molekulnya. Oksidasi dari material organik ini akan menghasilkan unsur karbon, hydrogen, belerang serta cahaya dan panas. Peningkatan temperatur pada saat terjadi kebakaran menyebabkan perubahan pada sifat material dari sebuah struktur. Perubahan sifat ini dapat digunakan untuk memperkirakan temperatur yang terjadi pada saat kebakaran.(Yulia, 2013).
Kebakaran dapat menyebabkan hancurnya struktur bangunan dan hilangnya umur bangunan. Sifat beton adalah bahwa temperatur akibat kebakaran tidak menyebabkan perubahan mendadak, seragam dan mungkin berbahaya pada sifat keseluruhan bangunan. Beton pertama mengembang, tetapi kehilangan
40 kelengasan yang progresif pada pasta semen yang menyebabkan pengembangan termal dari agregat.
Panas akibat kebakaran diteruskan ke massa beton/mortar dengan dua macam mekanisme yakni:
1. Secara radiasi, yaitu pancaran panas yang diterima oleh permukaan beton sehingga permukaan beton menjadi panas. Pancaran panas akan sangat potensial, jika suhu sumber panas relatif tinggi.
2. Secara konveksi, yaitu udara panas yang bertiup atau bersinggungan dengan permukaan beton/mortar sehingga beton menjadi panas. Bila tiupan angin semakin kencang, maka panas yang dipindahkan dengan cara konveksi semakin banyak.(Sumardi, 2000).
