BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.3 Sifat-Sifat Beton
Beton sebagai material komposit mempunyai banyak permasalahan.
Campuran beton tersebut tidak bisa langsung menjadi kaku tapi perlu proses
reaksi hidrasi air dengan semen yang memakan waktu. Salah satu masalahnya
adalah masing – masing unsur dalam campuran beratnya tidak sama sehingga yang berat seperti agregat cenderung bergerak ke bawah sedangkan yang ringan
seperti air cenderung naik ke atas. Untuk itu perlu kita mengetahui sifat –sifat yang terjadi pada beton.
2.3.1 Sifat – Sifat Beton Segar
Dalam pengerjaan beton segar, sifat yang sangat penting harus
diperhatikan adalah kelecakan. Kelecakan adalah kemudahan pengerjaan beton,
dimana pada penuangan (placing) dan memadatkan (compacting) tidak menyebabkan munculnya efek negatif berupa pemisahan (segregation) dan pendarahan (bleeding).
Istilah kelecakan (workability) dapat didefinisikan dari tiga sifat sebagai berikut:
a. Kompaktibilitas yaitu kemudahan dimana beton dapat dipadatkan dan
mengeluarkan rongga – rongga udara.
b. Mobilitas yaitu kemudahan dimana beton dapat mengalir ke dalam cetakan
c. Stabilitas yaitu kemampuan beton untuk tetap menjadi massa homogen
tanpa pemisahan selama dikerjakan.
Pada adukan yang tidak stabil, air dapat terpisah dari benda padat,
kemudian naik ke permukaan. Fenomena ini disebut pendarahan (bleeding). Sebaliknya, agregat kasar bisa terpisah dari mortar. Sedangkan fenomena ini
disebut pemisahan (segregation).
2.3.2 Sifat – Sifat Beton Keras
Nilai kekuatan tekan beton relatif tinggi dibandingkan dengan kuat
tariknya. Beton merupakan bahan yang bersifat getas. Nilai kuat tariknya hanya
berkisar 9% - 15% dari kuat tekannya. Agar beton mampu menahan gaya tarik
maka beton diperkuat oleh batang tulangan baja sebagai bahan yang dapat bekerja
sama.
Dalam bukunya, Dipohusodo (1999) menyatakan bahwa kerjasama antara
bahan beton dan baja tulangan hanya dapat terwujud dengan didasarkan pada
keadaan – keadaan:
1. Lekatan sempurna antara batang tulangan baja dengan beton keras yang
membungkusnya sehingga tidak terjadi penggelinciran di antara keduanya.
2. Beton yang mengelilingi batang tulangan baja bersifat kedap sehingga
mampu melindungi dan mencegah terjadinya karat baja.
3. Angka muai kedua bahan hampir sama, dimana untuk setiap kenaikan suhu
sedangkan baja 0,000012, sehingga tegangan yang timbul karena perbedaan
nilai dapat diabaikan.
2.3.2.1 Kuat Beton Terhadap Gaya Tekan
Karena beton mempunyai sifat yang kuat terhadap tekan dan mempunyai
sifat yang relatif rendah terhadap tarik maka pada umumnya beton hanya
diperhitungkan mempunyai kerja yang baik di daerah tekan pada penampangnya
dan hubungan regangan-regangan yang timbul karena pengaruh pengaruh gaya
tekan tersebut digunakan sebagai dasar pertimbangan.
Nilai dari kuat tekan beton diwakili oleh tegangan tekan maksimum fc’
dengan satuan N/mm2 atau MPa (Mega Pascal). Kuat tekan beton umur 28 hari
berkisar antara nilai ± 10 – 65 MPa. Untuk struktur beton bertulang pada umumnya menggunakan beton dengan kuat tekan berkisar 17 – 30 MPa [Dipohusodo, 1999].
Nilai dari kuat tekan beton ditentukan dari tegangan tekan tertinggi (fc’) yang dicapai benda uji umur 28 hari akibat beban tekan selama percobaan.
Dengan demikian, seperti tampak pada gambar, harap dicatat bahwa tegangan fc’
bukanlah tegangan yang timbul pada saat benda uji hancur melainkan tegangan
maksimum pada saat regangan beton ( b) mencapai nilai ± 0,002. Kurva-kurva pada Gambar 2.3.1 memperlihatkan hasil percobaan kuat tekan benda uji beton
Gambar 2.1. Diagram Tegangan-Regangan Batang Tulangan Baja Terhadap Kuat Tekan Beton [Dipohusodo, 1999]
Secara umum kemiringan kurva regangan-regangan pada tahap awal
menggambarkan nilai modulus elastis suatu bahan. Dengan mengamati bermacam
kurva tegangan-regangan kuat beton berbeda, tampak bahwa umumnya kuat tekan
maksimum tercapai pada saat nilai satuan regangan tekan ’ mencapai ± 0,002. Selanjutnya nilai tegangan fc’ akan turun dengan bertambahnya nilai regangan sampai benda uji hancur pada nilai ’ mencapai 0,003 – 0,005. Beton kuat tinggi lebih getas dan akan hancur pada nilai regangan maksimum yang lebih rendah
dibandingkan dengan beton kuat rendah. Pada SK SNI 15-1991-03 pasal 12.2.3
menetapkan bahwa regangan kerja maksimum yang diperhitungkan di serat tepi
beton tekan terluar adalah 0,003-0,0035 sebagai batas hancur. Regangan
maksimum tersebut boleh jadi tidak konservatif untuk beton mutu tinggi dengan
nilai fc’ antara 55-80 Mpa.
Tidak seperti pada kurva tegangan-regangan baja, kemiringan awal kurva
awal yang beragam tersebut tergantung pada nilai kuat betonnya, dengan
demikian nilai modulus elastisitas beton pun akan beragam pula. Sesuai dengan
teori elastisitas, secara umum kemiringan kurva pada tahap awal menggambarkan
nilai modulus elastisitas suatu bahan. Karena kurva pada beton berbentuk
lengkung maka nilai regangan tidak berbanding lurus dengan nilai tegangannya
berarti bahan beton tidak sepenuhnya bersifat elastis, sedangkan modulus
elastisitas berubah-ubah sesuai dengan kekuatannya dan tidak dapat ditentukan
melalui kemiringan kurva. Bahan beton bersifat elasto plastis dimana akibat dari
beban tetap yang sangat kecil sekalipun, di samping memperlihatkan kemampuan
elastis bahan beton juga menunjukkan deformasi permanen.
Sesuai dengan SK SNI T-03-xxxx-2002 pasal 10.5.1 digunakan rumus
modulus elastisitas beton sebagai berikut :
' 0043
,
0 w1,50 fc
Ec c
di mana, Ec = modulus elastisitas beton tekan (MPa)
c
w = berat isi beton (kg/m3)
fc’ = kuat tekan beton (MPa)
Rumus empiris tersebut hanya berlaku untuk beton dengan berat isi
berkisar antara 1500 dan 2500 kgf/m3. Untuk beton kepadatan normal dengan
berat isi ± 23 kN/m3 dapat digunakan nilai :
' 700 .
4 fc
Tabel 2.1. Nilai modulus elastisitas beton (Ec) berbagai mutu beton. fc’ (Mpa) Ec (Mpa) 17 19.500 20 21.000 25 23.500 30 25.700 35 27.800 40 29.700
Pada umumnya nilai kuat maksimum untuk mutu beton tertentu akan
berkurang pada tingkat pembebanan yang lebih lamban atau slower rates of strain.
Nilai kuat beton beragam sesuai dengan umurnya dan biasanya nilai kuat beton ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari setelah pengecoran. 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).