BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Seiring dengan bertambahnya kepemilikan kendaraan bermotor baik itu kendaraan roda dua maupun roda empat yang akhir – akhir ini perkembangannya sangat pesat maka pelayanan jalan raya terhadap pengguna jalan harus ditingkatkan. Jenis kendaraan yang memakai jalan beraneka ragam, bervariasi baik ukuran, berat total, konfigurasi dari beban sumbu kendaraan, daya dan lain – lain. (Sukirman, 1999)
Semua prasarana jalan raya akan mengalami kerusakan, gangguan atau penurunan kondisi, kualitas dan lain – lain, apabila telah digunakan untuk melayani kegiatan operasi lalu – lintas penumpang maupun barang. Untuk itu, semua prasarana yang terdapat pada suatu sistem transportasi khususnya transportasi darat, memerlukan perawatan dan perbaikan kerusakan yang baik. Hal ini dimaksudkan untuk memperpanjang masa pelayanan ekonominya dengan mempertahankan tingkat pelayanan pada batas standar yang aman. (Prasetyo, 2007)
Perkerasan jalan diletakkan diatas tanah dasar, dengan demikian secara keseluruhan mutu dan daya tahan konstruksi tidak lepas dari tanah dasar yang berasal dari lokasi itu sendiri atau tanah dari lokasi didekatnya yang telah dipadatkan sampai tingkat kepadatan tertentu sehingga mempunyai daya dukung yang baik serta berkemampuan mempertahankan perubahan volume selama masa pelayanan walaupun terdapat perbedaan kondisi lingkungan dan jenis tanah setempat. (Sukirman, 1995)
Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah atau agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. (Mc Cormac, 2003)
commit to user
Syarat yang terpenting dari pembuatan beton adalah: 1.Beton segar harus dapat dikerjakan atau dituang.
2. Beton yang dikerjakan harus cukup kuat untuk menahan beban dari yang telah direncanakan.
3.Beton tersebut harus dapat dibuat secara ekonomis. (Smith dan Andreas, 1989)
Beton memiliki kelebihan dibanding material lain, diantaranya:
1. Beton termasuk bahan yang mempunyai kuat tekan yang tinggi, serta mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan atau pembusukan dan tahan terhadap kebakaran dan kuat tekan yang tinggi, apabila dikombinasikan dengan baja tulangan dapat digunakan untuk sruktur berat.
2. Harga relatif murah karena menggunakan bahan dasar dari lokal, kecuali semen portland.
3. Beton segar dapat disemprotkan pada permukaan beton lama yang retak, maupun diisikan ke dalam cetakan beton pada saat perbaikan, dan memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang posisinya sulit dan dapat dengan mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk yang sesuai keinginan, serta dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang posisinya sulit.
4. Beton termasuk tahan aus dan kebakaran, sehingga biaya perawatannya relatif rendah.
Ruang yang tidak ditempati oleh butiran semen, merupakan rongga yang berisi udara dan air yang saling berhubungan yang disebut kapiler. Kapiler yang terbentuk akan tetap tinggal ketika beton sudah mengeras, sehingga beton akan mempunyai sifat tembus air yang besar, akibatnya kekuatan beton berkurang. Rongga ini dapat dikurangi dengan bahan tambah meskipun penambahan ini akan menambah biaya pelaksanaan. Bahan tambah ini merupakan bahan khusus yang ditambah dalam campuran beton sebagai pengisi dan pada umumnya berupa bahan kimia organik dan bubuk mineral aktif.
Keadaan tersebut diangkat oleh penyusun pada penelitian ini memanfaatkan limbah pembakaran batubara (fly ash). Fly Ash digunakan sebagai bahan
commit to user
pengganti semen, memanfaatkan sifat pozzolan dari fly ash untuk memperbaiki mutu beton.
Semen dan air dicampur, partikel-partikel semen cenderung berkumpul menjadi gumpalan yang dikenal sebagai gumpalan semen. Penggumpalan mencegah pencampuran antara semen dan air yang menghasilkan kehilangan kemampuan kerja (loss of workability) dari campuran beton, hal tersebut mencegah campuran hidrasi yang sempurna. Ini berarti pengurangan kekuatan potensial penuh dari pasta semen akan ditingaktkan. Pada beberapa kejadian dalam 28 hari perawatan hanya 50% kandungan semen sudah terhidrasi. (Smith dan Andreas, 1989)
2.1.1. Tinjauan Pustaka ACI/Jurnal Internasional dan Thesis Penggunaan
Fly Ash
Penggunaan fly ash tipe C 15% - 35% sebagai bahan pengganti semen lebih baik daripada fly ash tipe F 15% - 25%. Kuat tarik lntur maksimum dari fly ash tipe C adalah sebesar 6.374 Mpa, sedangkan untuk fly ash tipe F hanya sebesar 5.891 Mpa. (Sanjaya dan Yuwono, 2006. ACI Fifth International Conference) Penambahan atau penggantian sejumlah semen dengan fly ash berpotensi menambah keawetan beton tersebut. Penggunaan fly ash 0% pada beton hanya menghasilkan kuat tarik lentur sebesar 4.699 Mpa, sedangkan penggunaan fly ash sampai 25% pada beton menghasilkan kekuatan tarik lentur yang semakin baik sebesar 75.77. (Hardjito, 2004)
Riset dari pakar teknologi beton yang bermukim di Kanada menggunakan abu terbang dalam proporsi cukup besar, (hingga 65% dari total semen portland yang dibutuhkan) sebagai bahan pengganti semen dalam proses pembuatan beton yang berpotensi menambah keawetan beton tersebut. Oksida silica yang dikandung oleh abu terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat. (Malhotra, 2001. ACI material journal PP 478-486)
commit to user
Penggunaan HVFA (high volume fly ash) concrete atau beton dengan abu terbang tinggi pada sejumlah proyek infrastruktur, beton tersebut menunjukan hasil yang memuaskan di lapangan. Dalam waktu singkat di masa mendatang, penggunaan beton jenis ini diperkirakan akan meningkat dengan cepat. Selain lebih ramah lingkungan, mengurangi jumlah energi yang diperlukan karena berkurangnya pemakaian semen, lenih awet dan lebih murah, bahan ini juga menunjukan perilaku mekanik memuaskan. Perkembangan mutakhir yang menjanjikan adalah penggunaan abu terbang sepenuhnya sebagai pengganti semen lewat proses yang disebut polimerisasi anorganik (kadang disebut geopolimer) yang dipelopori oleh seorang ilmuwan Prancis, Prof. Joseph Davidovits, sekitar 20 tahun lalu. (Bilodeau and Malhotra, 1994. ACI International Conference)
Penggunaan fly ash dengan kadar 10% sampai 30% sebagai bahan pengganti semen, mempunyai kuat lentur 6,708 Mpa pada umur 28 hari dan mencapai kuat tarik lentur 7,115 Mpa pada umur 365 hari. Pada pembuatan beton massa pemakaian pozzolan sangat menguntungkan karena menghemat semen, dan mengurangi panas hidrasi. Proses pozzolan berlawanan dengan reaksi hidrasi dari semen dengan air yang berlangsung cepat dan kemudian membentuk gel kalsium silikat hidrat dan kalsium hidroksida, reaksi pozzolanik ini berlangsung dengan lambat sehingga pengaruhnya lebih kepada kekuatan akhir dari beton. Panas hidrasi yang dihasilkan juga jauh lebih kecil daripada semen portland sehingga efektif untuk pengecoran pada cuaca panas atau beton masif. (Hasan, Cabrera and Bajhracharya, 1997. ACI Fifth International Conference)
Fly ash sebagai bahan tambah pada semen membantu mereduksi dan menghidrasi campuran antara partikel-partikel smen dengan air sehingga beton tidak kehilangan kemampuan kerjanya. Kuat tarik lentur yang dihasilkan dengan menggunakan fly ash sebesar 4,11 Mpa dalam waktu 28 hari, dengan karakteristik maksimum kadar fly ash 30%. (Amtsbuchler, 1991. ACI Fifth International Conference)
commit to user
Efktif penggunaan fly ash pada campuran semen, effektif mulai umur 28 hari dengan karakteristik kadar fly ash 10% dan berlanjut ke umur 90 hari dengan karakteristik kadar fly ash 20% sampai 40%. (Ramyar and Erdogan, 1989. ACI Fifth International Conference)
Percobaan 28 hari pada campuran semen untuk P-4 fly ash dengan karakteristik 50% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,2 Mpa, untuk DPC fly ash karakteristik 35% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,3 Mpa, columbia fly ash karakteristik 10% sampai 30% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,25 Mpa, dan weston fly ash karakteristik 40% mempunyai kuat tarik lentur tertinggi sebesar 5,4 Mpa. Campuran semen terbaik dengan menggunakan weston fly ash pada karakteristik 40%. (Naik, 1982. ACI Fifth International Conference)
Penelitian pada fly ash kelas F sampai 30% untuk campuran semen mampu menghasilkan kuat tarik lentur (lebih dari 5,6 Mpa pada umur 28 hari), pozzolan dalam semen mampu mngurangi panas hidrasi. (Hwang an Liu, ACI International Conference SP-125)
Pada umur 90 sampai 180 hari fly ash 30% sampai 40% pada campuran semen mampu mencapai kuat tarik lentur 2,9 Mpa sampai 4,1 Mpa. Sifat pozzolanik dapat mengurangi pemuaian akibat raksi alkali-agregat (Reaksi alkali dalam semen dengan silica dalam agregat), dengan demikian dapat mengurangi retak-retak beton akibat reaksi tersebut. (Cuijuan and Papayianni, 1986. ACI SP-91)
Fly ash kelas C pada umur 28 hari mampu mencapai kuat tarik lentur 4,0 Mpa dan 4,4 Mpa untuk kadar fly ash 10% sampai 60% pada campuran semen. Proses pozzolan berlawanan dengan reaksi hidrasi dari semen dengan air yang berlangsung cepat dan kemudian membentuk gel kalsium silikat hidrat dan kalsium hidroksida, reaksi pozzolanik ini berlangsung dengan lambat sehingga pengaruhnya lebih kepada kekuatan akhir dari beton. (Naik and Ramme, 1990. ACI Material Journal PP 619-627)
commit to user
Penelitian yang dilakukan oleh Fernando bertujuan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh perubahan kekuatan beton yang diakibatkan menggunakan campuran fly ash dan visca viscocrete-10. Penggantian abu terbang sebanyak 0%, 20%, 25%, 30%, dan 35% dari berat semen. Dari penelitian diperoleh bahwa kuat tarik beton yang tertinggi terdapat pada campuran beton penggantian fly ash 20% yaitu sebesar 5,8 Mpa dan kuat tarik lentur beton yang terendah terdapat pada campuran beton penggantian fly ash 30% yaitu sebesar 4,9 Mpa. Bahwa dengan penggantian fly ash mempunyai kuat tarik lentur lebih tinggi dibandingkan dengan beton variasi campuran fly ash lainnya dan tanpa fly ash. (Fernando, 2009)
Penelitian yang dilakukan oleh Syakuri dan Haryadi bertujuan untuk mengetahui perbedaan kuat tarik lentur beton dengan menggunakan fly ash dan tanpa menggunakan fly ash, mengetahui persentase fly ash pada campuran beton yang menghasilkan kuat tarik lentur beton paling maksimum dan membandingkan diagram regangan tegangan pada beton normal dengan beton menggunakan fly ash. Hasil penelitian menunjukan bahwa tegangan beton untuk umur diatas 21 hari dengan pemakaian fly ash pada campuran beton menghasilkan tegangan yang lebih baik daripada beton tanpa penambahan fly ash. (Syakuri dan Haryadi, 1997)
Pengujian beton mutu tinggi dengan kuat tarik lentur rencana 6,3 Mpa, dengan menggunakan benda uji yang berupa silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm, dengan sampel 100 silinder beton dengan lima variasi yang masing – masing variasi 20 sampel , setiap variasi menggunakan campuran superplasticizer (sika viscocrete 10) sebagai bahan tambah kimia dengan persentase sebesar 1,1%, dalam penelitian ini juga menggunakan bahan tambah berupa fly ash dan persentase variasi pengaruh abu terbang kelas c yang disarankan sebesar 20%, 25%, 30%, dan 35%. (Paradesca , 2002)
commit to user
Pada penelitian ini ternyata penggunaan fly ash kelas F dengan kadar 10%, 20%, 30%, 40%, mencapai kuat tarik lentur yang semakin baik dari umur 3, 7, 14, 28, 60, sampai 90 hari, tetapi penggunaan fly ash kelas F kadar 40% sampai 60% mengalami penurunan kuat tarik lentur. Penggunaan fly ash kelas F optimal pada umur 90 hari pada kadar 0% menghasilkan kuat tarik lentur 4,33 Mpa, kadar 10% menghasilkan kuat tarik lentur 4,37 Mpa, kadar 20% menghasilkan kuat tarik lentur 4,44 Mpa, kadar 30% menghasilkan kuat tarik lentur 4,53 Mpa, dan pada kadar 40% menghasilkan kuat tarik lentur 4,62 Mpa. Kuat tarik lentur minimum pada kadar 60% dengan umur 90 hari sebesar 4,22 Mpa. (ISSR Jurnal, 2010)