Teknologi bahan konstruksi

(1)

Minggu Ke-1

Bahan bangunan berdasarkan asal bahannya:

Asal Bahan

Komposit Bukan Logam Logam

Logam fero (besi, baja) Logam non-fero

(aluminium, tembaga, seng) Bahan organik (kayu, plastic, cat) Bahan anorganik (semen,

keramik, gypsum, batu) Particulate composite (beton, conblock)

Laminated composite / berlapis (plywood)

(2)

BETON (CONCRETE)

Beton adalah bahan bangunan komposit yang terdiri dari:

-Pasta semen (bahan pengikat) -Agregat (bahan pengisi)

(3)

SIFAT, JENIS, KEUNTUNGAN,

DAN KERUGIAN (1)

• Beton (dan baja) merupakan bahan bangunan yang terbanyak

digunakan

• Sifat kedua bahan (beton dan baja) masing-masing memiliki

keunggulan, sehingga dapat dipadukan untuk memperoleh konstruksi yang lebih kuat

Contoh :

(4)

SIFAT, JENIS, KEUNTUNGAN,

DAN KERUGIAN (2)

• Kombinasi kerja antara beton dan baja didasarkan atas

beberapa hal:

- Lekatan antara tulangan baja dengan beton yang mencegah slip tulangan dengan beton (sifat monolit bahan)

- Sifat kedap beton yang mencegah proses korosi tulangan

(5)

DAN KERUGIAN (3)

• Sifat Umum Beton:

- Berat jenis tinggi - Kuat tekan Sedang - Kuat tarik kecil

• Kerugian Beton:

- Bahan getas (brittle)

- Daktilitas (ductility) rendah

- Kekuatan kecil bila dibandingkan dengan beratnya - Pengangkutan berat jika dibuat di pabrik

(6)

DAN KERUGIAN (4)

• Keuntungan Beton sebagai bahan konstruksi :

- Dapat dibentuk sesuai keinginan - Mudah didapat

- Tidak perlu tenaga ahli

- Awet (umur pakai panjang, low-maintenance) - Lebih tahan terhadap api

- Lebih murah

- Dapat dibuat ditempat (on-site) atau di pabrik (ready-mixed) - Relatif lebih kaku (karena dimensi lebih besar)

(7)

DAN KERUGIAN (5)

• Keuntungan beton dibandingkan bebatuan alami :

Beton tersedia dalam bentuk semi cair selama proses pembangunan, maka :

- Dapat digabungkan dengan bahan lain untuk menambah sifat - Dapat dicetak dalam variasi bentuk yang luas

(8)

PEMBUATAN BETON (1)

•

Berbeda dengan kayu sebagai bahan

konstruksi yang berasal dari alam,

(9)

PEMBUATAN BETON (2)

• Proses produksi / pengadaan beton dan baja berbeda,

perbedaannya :

- Baja Æ - bahan diproduksi di pabrik

- mutu baja dijamin oleh pabrik (sertifikat)

(10)

PEMBUATAN BETON (3)

• Beton Æ - bahan ada yang dibuat di pabrik dan ada yang dibuat di

proyek

- hasil / mutu dapat berbeda-beda - harus sesegera mungkin digunakan

(11)

PEMBUATAN BETON (4)

• Beton dibuat dengan mencampur semen kering dan agregat dalam

komposisi tertentu

Æ Ditambah air

Æ Semen mengalami hidrolisasi / hidrasi

Æ Seluruh campuran berkumpul dan mengeras, membentuk bahan

(12)

PEMBUATAN BETON (5)

• Langkah-langkah pembuatan beton :

1. Pembuatan beton segar - bahan-bahan

- concrete mix design

- pencampuran dan pengadukan

2. Pengecoran dan pemadatan (compacting)

3. Pengikatan (setting), pengerasan (hardening), dan perawatan

• Pembuatan beton segar

(13)

PEMBUATAN BETON (6)

a. Semen

Umumnya digunakan semen portland (Porland Cement / PC)

b. Agregat / bahan pengisi

Agregat dapat dibedakan menjadi :

- Agregat halus (AH) / fine aggregate Æ pasir

- Agregat kasar (AK) / coarse aggregate Æ kerikil (gravel), batu

pecah (crushed stone)

c. Air

(14)

PEMBUATAN BETON (7)

Bahan / material lain :

d. Bahan penambah / aditif (admixture)

kadang digunakan untuk memperoleh sifat tertentu dari beton, misalnya :

- agar beton lebih kedap air

- agar beton lebih tahan pengaruh luar - agar beton lebih cepat mengeras

- dll

e. Bahan penguat (concrete reinforcing materials)

(15)

SEMEN (1)

(16)

SEMEN (2)

• Bahan dasar semen

1. Bahan baku utama

- Batu kapur = 60-68 % - Silika = 19-25 %

- Aliminium = 3-8 % - Besi = 1-5 %

2. Bahan pengatur kecepatan pengerasan PC (retarder)

(17)

SEMEN (3)

3. Bahan koreksi

- pasir putih / pasir silika Æ untuk koreksi kadar silika

- bijih besi Æ untuk mempermudah proses pembakaran dan

(18)

PROSES PEMBUATAN SEMEN (1)

Raw mixed (bahan baku utama dan bahan koreksi) dicampur dan dimasukkan rotary kiln

Proses pengeringan di evaporation zone

Proses penguraian batu kapur dicalcinations zone

Reaksi antaroksida di zintering zoneÆterjadi butiran klinker

Proses pendinginan awal klinker dicooling zone

(19)

PROSES PEMBUATAN SEMEN (2)

• Semen dicampur air Æ terjadi proses hidrasi (semen mengeras dan

mengikat agregat halus dan kasar membentuk massa yang padat)

• Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu pengikatan (setting time) :

- kehalusan semen

(20)

JENIS-JENIS SEMEN

• Semen dibedakan dalam 2 kelompok utama, yaitu :

1. Semen dari bahan klinker

- semen portland

- semen portland abu terbang

- semen portland berkadar besi tinggi - semen tanur tinggi

- semen portland putih - dll

2. Semen-semen lain

Contoh :

(21)

AGREGAT (1)

Agregat dalam beton digunakan sebagai

bahan pengisi, untuk mengurangi penyusutan

pada waktu beton mengeras (stabilitas

(22)

AGREGAT (2)

• Agregat dapat berupa :

- agregat alam (natural aggregates) - agregat buatan (artificial aggregates)

contoh : ALWA (artificial light weight aggregates)

(23)

AGREGAT (3)

• Berdasarkan beratnya, agregat dapat dibagi dalam :

- agregat berat

contoh : batuan yang berupa bijih besi - agregat normal

contoh : pasir, kerikil, batu pecah - agregat ringan

(24)

AGREGAT (4)

• Agregat berasal dari batu alam yang mengalami :

- pelapukan secara alami sehingga dimensinya menjadi kecil contoh : pasir, kerikil

- pemecahan dengan menggunakan martil atau mesin pemecah batu

(25)

AGREGAT (5)

•

Sifat-sifat agregat yang penting :

- bentuk butir : bulat, tidak beraturan, memanjang (bentuk pipih kurang baik)

- permukaan agregat : kasar dan berpori-pori (permukaan licin menyebabkan ikatan/adhesi antara beton dan pasta semen yg mengeras berkurang)

(26)

AGREGAT (6)

- bobot jenis (B.J) : berat antara agregat dan air dengan volume sama (digunakan untuk menghitung berat total bahan yang

digunakan untuk 1m3 beton)

- berat isi / berat volume : berat butiran agregat untuk memenuhi wadah yang besarnya satu satuan volume (digunakan untuk

mengkonversikan satuan berat ke volume agregat atau sebaliknya)

- porositas dan daya serap air : jumlah pori / rongga dalam agregat, dinyatakan dalam % volume

(27)

AIR (1)

• Banyaknya air yang digunakan : f.a.s = 0,4-0,6

• Banyaknya air yang dapat berpengaruh pada beton :

- bila air terlalu sedikit Æ reaksi pengerasan

tidak sempurna, kekuatan berkurang

- bila air terlalu banyak Æ beton terlalu

(28)

AIR (2)

• Air untuk campuran beton memiliki persyaratan mutu :

- secara umum berupa air tawar bersih, layak minum

- kandungan lumpur < 2000 ppm

(29)

AIR (3)

• Air yang tercemar / tidak sesuai syarat akan

menyebabkan :

- kekuatan beton berkurang

- proses pengikatan dan pengerasan beton terganggu

- tulangan dapat rusak, berkarat, kerja sama beton dan

tulangan akan hilang

Æ

beton dapat hancur / retak

(30)

ADMIXTURE (1)

•

Admixture ditambahkan ke dalam adukan

beton dengan tujuan

:

(31)

ADMIXTURE (2)

• Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan

admixture :

- efek utama yang dikehendaki

- efek samping yang timbul

- bahan berbahaya terhadap unsur lain

- aturan penyimpanan

(32)

ADMIXTURE (3)

• Adimixture diklasifikasikan sebagai berikut :

a.

Air Entraining Agent

(AEA)

b.

Chemical Admixture

c.

Mineral Admixture

(33)

PEMBUATAN BETON (1)

•

Pembuatan beton harus sedemikian rupa

sehingga diperoleh beton yang memiliki

karakteristik :

- Kuat

- Kedap air

- Padat

(34)

PEMBUATAN BETON (2)

• Untuk tercapainya tujuan ini diperlukan pengetahuan mengenai

persiapan dan pembuatan adonan beton (komposisi bahan, dll)

Æ concrete mix design

• Kegagalan dalam pembuatan beton tidak dapat dikoreksi /

diperbaiki kemudian (apabila beton sudah mengeras)

(35)

MUTU BETON (1)

• Mutu beton ditentukan oleh beberapa faktor :

- Mutu semen Æ ada sertifikat uji (jaminan mutu dari pabrik semen)

- Mutu agregat

- Mutu dan jumlah air

- Susunan beton (komposisi bahan semen, AH, AK) - Keterampilan para pelaksana

(36)

MUTU BETON (2)

• Kriteria yang harus diperhatikan dalam pembuatan beton :

- persyaratan beton keras Æ kekuatan

Æ keawetan

Æ kestabilan volume

- persyaratan beton segar Æ kemudahan pengerjaan

Æ tidak terjadi segregasi*

(37)

MUTU BETON (3)

Segregasi Æ pemisahan sebagian agregat kasar dari adukan beton

• Faktor-faktor yang mempengaruhi :

- ukuran agregat terlalu besar

- berat jenis agregat kasar dan halus berbeda banyak - kadar semen dan pasir yang rendah

- kadar air yang terlalu banyak / terlalu sedikit

(38)

MUTU BETON (4)

• Bleeding Æ terpisahnya air dari adukan beton

Faktor-faktor yang mempengaruhi : - kelebihan air

(39)

MUTU BETON (5)

• Segregasi dan bleeding dapat mengakibatkan :

- kekuatan beton berkurang - porositas meningkat

- keawetan menurun

(40)

SIFAT-SIFAT BETON

•

Sifat- sifat beton yang penting untuk diketahui :

a.

Workability

/ kemampuan untuk dikerjakan

b.

Durability

/ ketahanan lama

(41)

KLASIFIKASI BETON

• Klasifikasi beton berdasarkan kekuatannya (PBI 1971)

- Kelas I

Æ

beton tidak untuk konstruksi

(42)

KAYU (1)

Kayu yang digunakan sebagai bahan

bangunan adalah kayu olahan yang diperoleh

dengan cara mengkonversikan kayu bulat

(batang kayu) menjadi kayu berbentuk balok,

(43)

KAYU (2)

• Kayu sebagai bahan bangunan dapat dibedakan dalam

3 golongan pemakaian :

- kayu bangunan struktural

- kayu bangunan non-struktural

(44)

KAYU (3)

• Penggunaan kayu sebagai material bangunan :

- Konstruksi sederhana

Æ

rangka atap

Æ

balok lantai

Æ

rangka plafon

Æ

dll

- Konstruksi yang lebih kompleks

Æ

busur (arch)

Æ

lipatan

(45)

SIFAT-SIFAT KAYU (1)

•

Sifat umum kayu

- homogen

- mempunyai kekuatan tarik dan tekan yang hampir

setara

- secara struktural dapat memikul beban tekan aksial,

tarik aksial, dan beban lentur

(46)

•

Sifat umum kayu

- memiliki kekuatan yang tinggi berbanding beratnya

- memiliki ketahanan terhadap sifat kimia lingkungan dan

tidak mengalirkan listrik

- mudah dikerjakan

(47)

•

Sifat fisik dasar yang dimiliki kayu karena berasal

dari bahan alam :

- kayu tersusun atas serat panjang yang paralel

terhadap batang tegak pohon asal, hasil lingkaran tahun

- jika gaya bekerja paralel terhadap serat kayu,

kekuatannya kira-kira sama antara tarik dan tekan

- jika gaya bekerja tegak lurus terhadap serat kayu,

(48)

PERSYARATAN KAYU (1)

Kayu diklasifikasikan berdasarkan

persyaratan kayu, yaitu :

- syarat mutu

(49)

PERSYARATAN KAYU (2)

•

1) Syarat mutu

Æ

mutu A, mutu B (untuk kayu bangunan struktural)

Æ

klasifikasi didasarkan pada cacat yang terdapat pada

kayu

(50)

•

2) Kekuatan

Æ

kelas kuat I-V

(51)

•

3) Keawetan

Æ

kelas awet I-V

(52)

JENIS-JENIS KAYU (1)

Jenis / tipe kayu dapat dibedakan menurut

:

- nama kayu / asal pohon

- susunan kayu (pengolahan /

pemrosesan)

(53)

•

1) Jenis kayu berdasarkan nama

contoh : (nama dagang)

- kayu jati

(54)

• Masing-masing kayu memiliki kelas kuat dan kelas awet

yang berbeda-beda

contoh :

- kayu jati

Æ

kelas kuat II, kelas awet I - (II)

- kayu sungkai

Æ

kelas kuat II-III, kelas awet III

- kayu pinus

Æ

kelas kuat II, kelas awet IV

(55)

•

2) Jenis kayu berdasarkan susunan kayu

Macam-macam material kayu yang digunakan sebagai

bahan bangunan antara lain :

- kayu solid

- veneer

- kayu lapis (

plywood

)

(56)

-

fibre board

(papan serat)

-

wood-wool board

(57)

JENIS-JENIS KAYU (6)

Jenis kayu berdasarkan ukuran /

penggunaan kayu

•Kayu bangunan umumnya tersedia di

pasaran dalam ukuran panjang dan

penampang tertentu

(58)

•

Berdasarkan ukuran penampangnya, kayu

digolongkan sebagai berikut :

- balok kayu

contoh : 6/12, 6/15, 8/12, 8/15, 12/12

- bingkai kayu (kusen)

contoh : 5/15

- kaso kayu

(59)

- reng kayu

contoh : 2/3, 3/4

- papan kayu

contoh : 2/20, 3/30

- lis dan jalusi kayu

(60)

SAMBUNGAN-SAMBUNGAN

KAYU (1)

• Pada pekerjaan konstruksi kayu, diperlukan

penyambung kayu :

- pada titik-titik pertemuan konstruksi (joint)

(61)

SAMBUNGAN-SAMBUNGAN

KAYU (2)

Sambungan

1)

Tanpa alat penyambung

Æ

header

Æ

tegak lurus

Æ

gigi tunggal

(62)

SAMBUNGAN-SAMBUNGAN

KAYU (3)

2) Dengan alat penyambung

Æ

paku

Æ

baut

Æ

pasak

Catatan :

Umumnya pada sambungan kayu juga ditemukan alat

sambung (paku/baut/pasak) meskipun konstruksi

(63)

ANALISIS AYAKAN (

SIEVE

ANALYSIS

)

Analisis ayakan dipakai untuk menentukan

gradasi agregat. Analisis ayakan

(64)

ANALISIS AYAKAN (

SIEVE

ANALYSIS

)

• Ukuran ayakan ini ditentukan oleh standar yang telah

diuji, seperti ASTM

• Menurut ASTM, batas ukuran antara agregat halus dan

kasar adalah ayakan ASTM no.4 (ukuran lubang 3/16”

atau 4.75mm)

(65)

KURVA GRADASI

• Yaitu kurva hubungan antara ukuran lubang ayakan dan

lolos kumulatif untuk setiap ukuran ayakan

(66)

KURVA GRADASI

• Berat agregat yang tertahan di setiap ayakan dinyatakan

dalam persen terhadap berat total sampel, dari data

tersebut kemudian dihitung persen tertahan kumulatif

dan lolos kumulatif

(67)

MODULUS KEHALUSAN

• Modulus kehalusan (

fineness modulus

, FM) digunakan

untuk menjelaskan kurva gradasi dan memeriksa

(68)

Dari hasil analisa 500 gram agregat halus, diperoleh hasil sebagai berikut: No Ayakan Ukuran Ayakan (mm) Berat Ayakan (gr)

Berat Ayakan + Sampel 1 (gr)

Berat Ayakan + Sampel 2 (gr)

4 4.75 439 439 514

8 2.4 408 418 583

16 1.2 363 478 513

30 0.6 315 390 365

50 0.3 297 437 337

100 0.15 286 341 294

Pan 254 357 256