BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.7 Beton
2.7.2 Sifat-sifat Beton Keras ( Hardened Concrete )
Sifat-sifat beton yang mengeras mempunyai arti yang penting selama masa pemakaiannya. Perilaku mekanik beton keras merupakan kemampuan beton di dalam memikul beban pada struktur bangunan. Kinerja beton keras yang baik ditunjukkan oleh kuat tekan beton yang tinggi, kuat tarik yang lebih baik, perilaku yang lebih daktail, kekedapan air dan udara, ketahanan terhadap sulfat dan klorida, penyusutan rendah dan keawetan jangka panjang.
2.7.2.1 Kekuatan Tekan Beton (f’c)
Kuat tekan beton merupakan sifat yang paling penting dalam beton keras. Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan.
Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus :
A P c
f' ………(1.1)
dengan : fc’ : kekuatan tekan (kg/cm2) P : beban tekan (kg)
A : luas permukaan benda uji (cm2)
Standar deviasi dihitung berdasarkan rumus :
1 ' ' 2
N S b bm ………(1.2)dengan: S : deviasi standar (kg/cm2)
σ’b : kekuatan masing-masing benda uji (kg/cm2)
σ’bm : kekuatan beton rata-rata ( kg/cm2)
N : jumlah total benda uji hasil pemeriksaan
Untuk melaksanakan pengujian kuat tekan beton harus diikuti beberapa ketentuan khusus sebagai berikut:23
1. Untuk benda uji berbentuk kubus ukuran sisi 20 cm x 20 cm x 20 cm cetakan diisi dengan adukan beton dalam 2 lapis, tiap-tiap lapis dipadatkan
dengan 29 kali tusukan; tongkat pemadat diameter 16 mm, panjang 600 mm;
2. Untuk benda uji berbentuk kubus ukuran sisi 15 cm x 15 cm x 15 cm, cetakan diisi dengan adukan beton dalam 2 lapis, tiap-tiap lapis dipadatkan dengan 32 kali tusukan; tongkat pemadat diameter 10 mm, panjang 300 mm;
3. Benda uji berbentuk kubus tidak perlu dilapisi;
4. Bila tidak ada ketentuan lain konversi kuat tekan beton dari bentuk kubus ke bentuk silinder, maka gunakan angka perbandingan kuat tekan seperti
Tabel 2.11 berikut:
Tabel 2.11 Daftar Konversi23
Bentuk Benda Uji Perbandingan
Kubus 15 cm x 15 cm x 15 cm 1.00
20 cm x 20 cm x 20 cm 0.95
Silinder d 15 cm 0.83
t 30 cm
Sumber : SNI 03-1974-1990. Metode Pengujian Kuat Tekan Beton
Mekanisme Keruntuhan :
Dengan memberikan tegangan normal tekan pada silinder maka akan terjadi perpanjangan (kontraksi) lateral. Bila secara teoritis dibebani (misalnya pelat tepi dibuat licin sehingga tidak ada gesekan), maka pola keruntuhan adalah garis vertikal. Ini disebabkan karena beton terlebih dahulu hancur akibat regangan lateral daripada keruntuhan longitudinalnya.
Namun dengan adanya pelat tepi, bagian-bagian tepi tidak dapat memanjang secara lateral dengan bebas, karena adanya gesekan antara silinder dengan bebas, karena adanya gesekan antara silinder dengan pelat tepi. Akibat adanya gesekan tersebut, pola keruntuhan menjadi sebagai berikut :
Sumber : Nugraha, P. dan Antoni, 2007
Gambar 2.12 Pola Keruntuhan Pada Silinder Beton
Beberapa faktor utama yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton, yaitu :
1. Proporsi bahan-bahan penyusunnya 2. Metode perancangan
3. Perawatan
4. Keadaan pada saat pengecoran dilaksanakan, yang terutama dipengaruhi oleh lingkungan setempat.
Dari faktor-faktor utama tersebut termasuk didalamnya beberapa faktor lain yang mempengaruhi kekuatan tekan beton, yaitu :
1. Faktor Air Semen dan Kepadatan20
Semakin rendah nilai faktor air semen semakin tinggi kuat tekan betonnya, namun kenyataannya pada suatu nilai faktor air semen tertentu semakin rendah nilai faktor air semen kuat tekan betonnya semakin rendah pula, hal ini karena jika faktor air semen terlalu rendah adukan beton sulit dipadatkan. Dengan demikian ada suatu nilai faktor air semen tertentu (optimum) yang menghasilkan kuat tekan beton maksimum. Duff dan Abrams (1919) meneliti hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton pada umur 28 hari dengan uji silinder yang dapat dilihat pada Gambar 2.13.
Kepadatan adukan beton sangat mempengaruhi kuat tekan betonnya setelah mengeras. Untuk mengatasi kesulitan pemadatan adukan beton dapat dilakukan dengan cara pemadatan dengan alat getar (vibrator) atau dengan memberi bahan kimia tambahan (chemical admixture) yang besifat mengencerkan adukan beton sehingga lebih mudah dipadatkan.
Sumber : Mulyono, T. 2003
Gambar 2.13 Hubungan Antara Faktor Air Semen dengan Kekuatan Beton Selama Masa Perkembangannya.
2. Umur Beton
Kekuatan tekan beton akan bertambah dengan naiknya umur beton. Kekuatan beton akan naik secara cepat (linier) sampai umur 28 hari, tetapi setelah itu kenaikannya akan kecil.20
Nilai kuat beton beragam sesuai dengan umurnya dan biasanya nilai kuat beton ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari setelah pengecoran. Bentuk diagram kuat beton versus waktu untuk mutu beton tertentu dapat dilihat pada Gambar 2.14. Umumnya pada umur 7 hari kuat beton mencapai 70% dan pada umur 14 hari mencapai 85-90% dari kuat beton umur 28 hari. Pada kondisi pembebanan tekan tertentu beton menunjukkan suatu fenomena yang disebut rangkak (creep).24
Sumber: Dipohusodo, I. 1999.
Gambar 2.14 Diagram Kuat Beton Versus Umur Beton
Tabel 2.12 Perkembangan Kuat Tekan untuk Semen Portland Tipe I20
Umur Beton (hari) 3 7 14 21 28
PC Type 1 0.46 0.70 0.88 0.95 1.00
Sumber : Mulyono, T. 2003
3. Jenis Semen
Semen portland yang dipakai untuk struktur harus mempunyai kualitas tertentu yang telah ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif. Jenis portland semen yang digunakan ada 5 jenis yaitu : I, II, III, IV, V. Jenis-jenis semen tersebut mempunyai laju kenaikan kekuatan yang berbeda sebagai mana tampak pada Gambar 2.15.
Sumber : Mulyono, T. 2003
Gambar 2.15 Perkembangan Kekuatan Tekan Mortar Untuk Berbagai Tipe Portland Semen.
4. Jumlah Semen
Jika faktor air semen sama (slump berubah), beton dengan jumlah kandungan semen tertentu mempunyai kuat tekan tertinggi sebagaimana tampak pada Gambar 2.16. Pada jumlah semen yang terlalu sedikit berarti jumlah air juga sedikit sehingga adukan beton sulit dipadatkan yang mengakibatkan kuat tekan beton rendah. Namun jika jumlah semen berlebihan berarti jumlah air juga berlebihan sehingga beton mengandung banyak pori yang mengakibatkan kuat tekan beton rendah. Jika nilai slump sama (f.a.s berubah), beton dengan kandungan semen lebih banyak mempunyai kuat tekan lebih tinggi.
Gambar 2.16 Pengaruh Jumlah Semen Terhadap Kuat Tekan Beton Pada Faktor Air Semen Yang Sama
5. Sifat Agregat
Sifat agregat yang paling berpengaruh terhadap kekuatan beton ialah kekasaran permukaan dan ukuran maksimumnya. Permukaan yang halus pada kerikil dan kasar pada batu pecah berpengaruh pada lekatan dan besar tegangan saat retak retak beton mulai terbentuk. Oleh karena itu kekasaran permukaan ini berpengaruh terhadap bentuk kurva tegangan-regangan tekan dan terhadap
kekuatan betonnya yang terlihat pada Gambar 2.17. Akan tetapi bila adukan beton nilai slump nya sama besar, pengaruh tersebut tidak tampak karena agregat yang permukaannya halus memerlukan air lebih sedikit, berarti f.a.s nya rendah yang menghasilkan kuat tekan beton lebih tinggi.
Gambar 2.17 Pengaruh Jenis Agregat Terhadap Kuat Tekan Beton
Pada pemakaian ukuran butir agregat lebih besar memerlukan jumlah pasta lebih sedikit, berarti pori-pori betonnya juga sedikit sehingga kuat tekannya lebih tinggi. Tetapi daya lekat antara permukaan agregat dan pastanya kurang kuat sehingga kuat tekan betonnya menjadi rendah. Oleh karena itu pada beton kuat tekan tinggi dianjurkan memakai agregat dengan ukuran besar butir maksimum 20 mm.
