BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
2. Sifat-sifat Kimia Semen Portland a.Senyawa Kimia
Secara garis besar ada empat senyawa kimia utama yang menyusun semen portland yaitu:
- Trikalsium Silikat (C3S)
- Dikalsium Silikat (C2S)
- Trikalsium Aluminat (C3A)
29 Tabel 2.5 Karakteristik Senyawa Penyusun Semen Portland
Nilai Trikalsium Silikat 3CaO.SiO2 atau C3S Dikalsium Silikat 2CaO.SiO2 atau C2S Trikalsium Aluminat 4CaO.Al2O 3 atau C3A Tetrakalsium Aluminoferfrit 4CaO.Al2O3F e2O3
Penyemenan Baik Baik Buruk Buruk
Kecepatan
Reaksi Sedang Lambat Cepat Lambat
Pelepasan Panas Hidrasi
Sedang Sedikit Banyak Sedikit
Sumber : Mulyono, Tri. 2004. Teknologi Beton. Yogyakarta: Andi, 2004
b. Kesegaran Semen
Pengujian kehilangan berat akibat pembakaran dilakukan pada semen dengan suhu 900-1000 ºC. Kehilangan berat ini terjadi karena kelembaban yang menyebabkan rehidrasi dan karbonisasi dalam bentuk kapur bebas atau magnesium yang menguap. Kehilangan berat semen ini merupakan ukuran dari kesegaran semen. Dalam keadaan normal akan terjadi kehilangan berat sekitar 2% (batas maksimum 4%).
c. Sisa yang Tidak Larut
Sisa bahan yang tidak habis bereaksi adalah sisa bahan tidak aktif yang terdapat pada semen. Semakin sedikit sisa bahan ini, semakin baik kualitas semen. Jumlah maksimum tidak larut yang dipersyaratkan adalah 0,85%.
30 d. Panas Hidrasi Semen
Proses hidrasi terjadi dengan arah kedalam dan keluar. Maksudnya, hasil mengendap di bagian luar, semen yang bagian dalamnya terhidrasi secara bertahap akan terhidrasi sehingga volumenya mengecil (susut). Selama proses hidrasi berlangsung, akan keluar panas yang dinamakan panas hidrasi. Pasta semen yang telah mengeras memiliki struktur berpori dengan ukuran yang sangat kecil dan bervariasi. Setelah proses hidrasi berlangsung, endapan pada permukaan butiran semen akan menyebabkan difusi air ke bagian dalam yang belum terhidrasi semakin sulit.
e. Kekuatan Pasta Semen dan Faktor Air Semen
Banyaknya air yang dipakai selama proses hidrasi akan mempengaruhi karakteristik kekuatan beton jadi. Pada dasarnya jumlah air yang dibutuhkan untuk proses hidrasi tersebut adalah sekitar 25% dari berat semen. Jika air yang digunakan kurang dari 25%, maka kelecekan atau kemudahan dalam mengerjakan tidak akan tercapai. Beton yang memiliki workability didefenisikan sebagai beton yang dapat dengan mudah dikerjakan atau dituangkan ke dalam cetakan dan dapat dengan mudah dibentuk. Kekuatan beton akan turun jika air yang ditambahkan ke dalam campuran semakin banyak. Karena itu penambahan air harus dilakukan sedikit demi sedikit sampai nilai maksimum yang tercantum dalam rencana tercapai.
Faktor Air Semen (FAS) atau Water Cement Ratio (WCR) adalah berat air dibagi dengan berat semen. FAS yang rendah menyebabkan air yang berada di antara bagian-bagian semen sedikit dan jarak antar butiran-butiran semen menjadi pendek.
31 2.4.Air
Air diperlukan pada pembuatan beton untuk proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Air yang banyak mengandung senyawa-senyawa yang berbahaya, yang tercemar garam, minyak, gula atau bahan kimia yang lainnya, bila dipakai dalam dalam campuran beton akan menurunkan kualitas beton, bahkan dapat mengubah sifat-sifat beton yang dihasilkan. (Tri Mulyono, 2004).
Air yang digunakan untuk campuran beton harus bersih, tidak boleh mengandung minyak, asam alkali, zat organis atau bahan lainnya yang dapat merusak beton atau tulangan. Sebaiknya dipakai air tawar yang dapat diminum.
Air yang diperlukan dipengaruhi factor-faktor dibawah ini (Nugraha P.,2007) : - Ukuran agregat maksimum : diameter membesar kebutuhan air
menurun (begitu pula jumlah mortar yang dibutuhkan menjadi lebih sedikit).
- Bentuk butir : bentuk bulat kebutuhan air menurun (batu pecah perlu lebih banyak air).
- Gradasi agregat : gradasi baik kebutuhan air menurun untuk kelecakan yang sama.
- Kotoran dalam agreat : makin banyak slit, tanah liat dan lumpur, kebutuhan air meningkat.
- Jumlah agregat halus (dibandingkan dengan agregat kasar, atau h/k) : agregat halus lebih sedikit kebutuhan air menurun.
Air yang dipakai dalam pembuatan beton pra-tekan dan beton yang akan ditanami logam aluminium (termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat) tidak boleh
32 mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan (ACI 318-89: 2-2). Untuk perlindungan terhadap korosi, konsentrasi ion klorida maksimum yang terdapat dalam beton yang telah mengeras pada umur 28 hari yang dihasilkan dari bahan campuran termasuk air, agregat, bahan bersemen dan bahan campuran tambahan tidak boleh melampaui nilai batas yang telah ditentukan.
Tabel 2.6 Batas Maksimum Ion Klorida
Jenis Beton Batas (%)
Beton pra-tekan 0,06
Beton bertulang yang selamanya berhubungan dengan klorida
0,15
Beton betulang yang selamanya kering atau terlindung dari basah
1,00
Konstruksi beton bertulang lainnya 0,30
Sumber : Mulyono, Tri. 2004. Teknologi Beton, Yogyakarta: Andi, 2004
Tabel 2.7 Ketentuan Minimum untuk Beton Kedap Air
Jenis Beton Kondisi Lingkungan Berhubungan dengan Faktor Air Semen Maksimum Kadar Semen Minimum (kg/m3) 40 mm 20 mm Beton Bertulang Air Tawar
Air Payau/Air Laut
0,50 0,45 260 320 290 360 Beton Pra-Tekan Air Tawar
Air Payau/Air Laut
0,50 0,45 300 320 300 360 Sumber : Mulyono, Tri. 2004. Teknologi Beton, Yogyakarta: Andi, 2004
33 2.5. Bahan Tambah
Admixture (bahan tambah) adalah bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama pencampuran 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 didefenisikan dalam Standard Definition of Terminology Relating to Concrete and Concrete Agregates ASTM C. 125-1995:61 sebagai material selain air, agregat dan semen hidrolik yang dicampurkan dalam beton atau mortar yang ditambahakan sebelum atau selama pengadukan berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan karakteristik dari beton misalnya untuk dapat dengan mudah dikerjakan, penghematan, atau untuk tujuan lain seperti penghematan energy. (Tri Mulyono, 2004).
Menurut SK SNI S-18-1990-03 (Spesifikasi Bahan Tambahan Untuk Beton, 1990), bahan tambah kimia dapat dibedakan menjadi 5 (lima) jenis yaitu:
1. Bahan tambah kimia untuk mengurangi jumlah air yang dipakai. Dengan pemakaian bahan tambah ini diperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah pada nilai kekentalan yang sama, atau diperoleh kekentalan adukan lebih encer pada faktor air semen yang sama.
2. Bahan tambah kimia untuk memperlambat proses ikatan beton. Bahan ini digunakan misalnya pada satu kasus dimana jarak antara tempat pengadukan beton dan tempat penuangan adukan cukup jauh, sehingga selisih waktu antara mulai pencampuran dan pemadatan lebih dari 1 jam.
34 3. Bahan tambah kimia untuk mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton. Bahan ini digunakan jika penuangan adukan dilakukan dibawah permukaan air, atau pada struktur beton yang memerlukan waktu penyelesaian segera, misalnya perbaikan landasan pacu pesawat udara, balok prategang,jembatan dan sebagainya.
4. Bahan tambah kimia berfungsi ganda, yaitu untuk mengurangi air dan memperlambat proses ikatan.
5. Bahan kimia berfungsi ganda, yaitu untuk mengurangi air dan mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton.
Selain 5 (lima) jenis diatas, ada dua jenis bahan tambah kimia lain yang lebih khusus, yaitu:
1. Bahan kimia tambahan yang digunakan untuk mengurangi jumlah air campuran sampai sebesar 20% atau bahkan lebih, untuk menghasilkan adukan beton dengan kekentalan sama (air dikurangi sampai 12% lebih namun tidak menambah kekentalan pada adukan beton).
2. Bahan tambah kimia tambahan dengan fungsi ganda, yaitu mengurangi air sampai 12% atau lebih dan memperlambat waktu ikat awal.
Untuk perncanaan beton mutu tinggi dibutuhkan superplasticizer yang bersifat mengurangi jumlah air atau bersifat HRWR (High Range Water Reducer) yang akan mempermudah pada proses pengerjaan dan mineral additive yang meiliki sifat cementitious yang dapat berupa abu terbang (fly ash), pozzollan, slag, dan silica fume.
35 Beberapa keuntungan penggunaan mineral additive antara lain (Tri Mulyono, 2004) :
- Memperbaiki kinerja workability - Mengurangi panas hidrasi
- Mengurangi biaya pekerjaan beton
- Mempertinggi daya tahan terhadap serangan sulfat
- Memepertinggi daya tahan terhadap serangan reaksi alkali-silika - Mempertinggi usia beton
- Mempertinggi kekuatan tekan beton - Mempertinggi keawetan beton - Mengurangi penyusutan beton
- Mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton
Walaupun demikian penggunaan admixture dan mineral additive harus dengan kadar yang tepat. Sebab bahan admixture dan mineral additive akan memberikan hasil yang kurang baik bahkan dapat menurunkan kekuatan beton jika dicampurkan secara berlebihan.
Penggunaan admixture dapat diaplikasikan pada saat pengadukan dan atau saat pelaksanaan pengecoran, sedangkan mineral additive ditambahkan pada proses pengadukan
2.5.1. Silica Fume
Uap silica terpadatkan (Condensed Silica Fume, CSF) adalaah produk samping dari proses fusi (smelting) dalam produksi silicon metal dan amalgam ferrosilicon (pada pabrik pembuatan microchip untuk computer). Juga disebut silica
36 fume, microsilica, silica fume dust, amorphous silica, dsb. Silica fume yang digunakan untuk beton adalah yang mengandung SiO2 89-96%, ukuran butir rata-rata
0,1-0,2 micrometer, dan strukturnya amorphous (reaktif dan tidak terkristalisasi). Ukuran silica fume lebih halus dari asap rokok dengan bentuk seperti fly ash tetapi ukurannya lebih kecil seratus kali lipatnya. (Nugraha. P., 2007)
Penggunaan silica fume dalam campuran beton bertujuan untuk menghasilkan beton dengan mutu tinggi misalnya untuk kolom struktur atau dinding geser, pre-cast atau beton pra tegang dan beberapa keperluan lain. Menurut standar ACI, penambahan silica fume pada campuran beton sebanyak 5%-15% dan berdasarkan buku Yongedran, et al, ACI Material Jurnal, Maret/April, 1987: 125 penggunaan silica fume pada campuran beton berkisar antara 0% – 30% untuk memperbaiki karakteristik kekuatan dan keawetan beton dengan faktor air semen sebesar 0,34 dan 0,28 dengan atau tanpa bahan superplasticizer dan nilai slump 50 mm.
Tabel 2.8 Komposisi Kimia Silica Fume
Kimia Berat dalam persen
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
37
Fisika Berat dalam persen
Berat Jenis
Rata-rata Ukuran Partikel (Mikron) Lolos Ayakan no. 325 dalam % Keasaman PH (10% air dalam slurry)
2,02 0,1 99,00
7,3 Sumber : Mulyono, Tri. 2004. Teknologi Beton, Yogyakarta: Andi, 2004