PENGARUH SEMEN OPC DA PCC TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR PADA BETON MUTU TINGGI FAKTOR AIR SEMEN 0,36 DAN 0,39

(1)

ABSTRACT

OPC CEMENT AND PCC INFLUEINCE OF COMPRESSIVE STRENGTH AND FLEXURAN STRENGTH AT HIGH QUALITY CONCRETE

WATER CEMENT FACTOR OF 0,36 AND 0,39

By

ANGGARANI BUDI RIBOWO

(2)

ABSTRAK

PENGARUH SEMEN OPC DA PCC TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR PADA BETON MUTU TINGGI FAKTOR AIR SEMEN

0,36 DAN 0,39

Oleh

ANGGARANI BUDI RIBOWO

Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari dan mengetahui pengaruh semen OPC dan PCC terhadap kuat tekan dan kuat lentur pada beton mutu tinggi factor air semen 0,36 dan 0,39. Studi ini menggunakan metode eksperimen di Laboratorium Struktur dan Konstruksi Fakultas Teknik Universitas Lampung. Benda uji pada penelitian ini berupa silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Dan benda uji balok beton dengan panjang 60 cm, lebar 15 cm, dan tinggi 15 cm. Sedangkan pengujian kuat tekan dan kuat lentur beton mutu tinggi fas 0,36 dan 0,39 dilakukan setelah benda uji berumur 14, 28 dan 56 hari. Pada pengujian kuat tekan beton fas 0,36 dan 0,39, beton dari semen OPC tanpa penggantian silica fume kuat tekannya lebih tinggi dari semen PCC.Nilai kuat tekan semen OPC dengan fas 0,36 dan 0,39 pada umur beton 56 hari masing-masing sebesar 39,7264 MPa dan 34,9139 Mpa. Beton dari semen OPC dengan penggantian silica fume 10% pada pengujian kuat tekan beton fas 0,36 dan 0,39, kuat tekannya lebih tinggi dari semen PCC. Nilai kuat tekan semen OPC dengan penggantian silica fume 10% dengan fas 0,36 dan 0,39 pada umur beton 56 hari masing-masing sebesar 33,7816MPa dan 30,9507MPa. Pada pengujian kuat lentur beton fas 0,36 dan 0,39, beton dari semen OPC tanpa penggntian silica fume kuat lenturnya lebih tinggi dari semen PCC. Nilai kuat lentur semen OPC dengan fas 0,36 dan 0,39 pada umur beton 56 hari masing-masing sebesar 7,3778MPa dan 7,6MPa. Beton dari semen OPC dengan penggantian silica fume 10% pada pengujian kuat lentur beton fas 0,36 dan 0,39, kuat lenturnya lebih tinggi dari semen PCC. Nilai kuat lentur semen OPC dengan penggantian silica fume 10% dengan fas 0,36 dan 0,39 pada umur beton 56 hari masing-masing sebesar 7,8889MPa dan 8,3333MPa.

(3)

KUAT LENTUR PADA BETON MUTU TINGGI FAKTOR AIR SEMEN 0,36 DAN 0,39

Oleh

ANGGARANI BUDI RIBOWO

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

(4)

PENGARUH SEMEN OPC DA PCC TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR PADA BETON MUTU TINGGI FAKTOR AIR SEMEN

0,36 DAN 0,39

(Skripsi)

Oleh

ANGGARANI BUDI RIBOWO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

(5)

Puji Syukur Penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan

hidayah-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.

Skripsi dengan judul “Pengaruh Semen OPC dan PCC Terhadap Kuat Tekan dan

Kuat Lentur Pada Beton Mutu Tinggi Faktor Air Semen 0,36 dan 0,39” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Sipil di Universitas

Lampung.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.Sc., Ph.D

.,

selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas Lampung;

2. Bapak Dr. Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Lampung;

3. Bapak Ir. Eddy Purwanto, M.T., selaku Pembimbing Utama terima kasih atas

kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses

penyelesaian skripsi ini;

4. Ibu Hasti Riakara Husni, S.T., M.T., selaku Pembimbing Kedua terima kasih

atas kesediaannya dalam memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam

proses penyelesaian skripsi ini;

5. Ibu Ir. Laksmi Irianti, M.T., selaku Penguji Utama pada ujian skripsi.

(6)

6. Ibu Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A., selaku Pembimbing Akademik yang

telah membimbing Penulis dengan sangat baik dan bijak sejak awal masuk

perkuliahan;

7. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil yang telah membimbing dan memberikan

ilmu yang bermanfaat;

8. Bapak dan Ibu Staf Administrasi Fakultas Teknik Unila yang telah membantu

Penulis dalam mengurus administrasi selama perkuliahan;

9. Papaku tersayang, Budiyono yang selalu memberikan semangat, doa,

dukungan materi dan moril sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini

dengan baik;

10.Mamaku tersayang, Nuraida yang selalu memberikan doa-doa terbaiknya,

semangat, dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini

dengan baik;

11.Kedua adikku yang aku banggakan, Anggi Budi Pratiwi dan Aditya Budi

Saputra yang telah memberikan doanya, dukungan, semangat, sehingga

Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik;

12.Teman-teman serta adik-adik, Krisna, Fahri, Prayoga, Ekanto, Salman, Hari

Barkah, Fajar, Dio, Trinovita, Yohana, Indah, Nyoman, Galuh, Ira dan Efri

yang telah meluangkan waktu untuk membantu penelitian di laboratorium

sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar dan mudah;

13.Teman, sahabat bahkan keluarga baru seluruh teman seperjuangan Teknik

Sipil 2011 yang telah mengisi hari-hari dengan semangat dan senantiasa

(7)

15.Semua pihak terkait dalam penyusunan skripsi ini yang tidak dapat penulis

sebutkan satu per satu.

Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,

akan tetapi sedikit harapan semoga skripsi yang sederhana ini dapat berguna dan

bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Bandar Lampung, Desember 2015

Penulis,

(8)

(9)

Moto Hidup

" Orang yang pintar adalah orang yang

selalu ingat dan tawaqal kepada Tuhan Nya "

(Anggarani Budi Ribowo)

" Semua yang kita lakukan dalam hidup ini harus

Dilandasi rasa sayang, sayang kepada Tuhan, jadi kita

Tidak lupa bersyukur dan malu berdosa, sayang pada diri sendiri

Jadi kita tidak merusak diri dan masa depan "

(Twivortiare2)

" Jangan mengeluh dengan keadaan, tapi berjuanglah dengan keadaan "

(Pak Bambang)

" Kalau kamu tidak pernah mencoba

kamu tidak akan pernah bisa,

Coba terus sampai batas diri kamu "

"

Jangan katakan 'Ya Allah, masalah ku sangat Besar !',

tapi katakan 'Hai masalah, Allah itu Maha Besar !

’

"

" Bukan kesibukan yang mengontrol saya, tapi saya yang mengendalikannya "

(Indra Pradaya)

" You see, You forget "

" You hear, You remember "

" You do, You understand "

(Berliana Naibaho)

" Latihan-lah seolah - olah kamu sedang tampil,

jika sudah, maka Tampil-lah kamu

seolah - olah kamu sedang latihan "

(Mr. Andhika)

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Uji kuat tekan beton...30

2. Balok sederhana yang dibebani 2 buah gaya P/2...31

3. Diagram gaya lintang...32

4. Diagram momen lentur...32

5. Pembebanan sepertiga bentang...32

6. Diagram alir pelaksanaan penelitian...61

7. Grafik hasil pengujian agregat halus...64

8. Grafik hasil pengujian agregat kasar...67

9. Grafik hasil pengujian waktu pengikatan semen...70

10. Grafik nilai slump untuk fas 0,36...73

11. Grafik nilai slump untuk fas 0,39...74

12. Grafik hubungan antara kuat tekan beton untuk fas 0,36 (silica fume 0%) dengan umur beton...81

(11)

dengan umur beton...88

17. Grafik hubungan antara kuat letur beton untuk fas 0,36 (silica fume 10%) dengan umur beton...89

18. Grafik hubungan antara kuat letur beton untuk fas 0,39 (silica fume 0%) dengan umur beton...90

(12)

i

C. Tujuan Penelitian ... 4

D. Batasan Masalah ... 5

E. Manfaat Penelitian ... 6

II. TINJAUAN PUSTAKA

D. Pelaksanaan Penelitian ... 42

E. Pengujian Beton ... 56

F. Analisis Hasil Penelitian ... 59

G. Diagram Alir Penelitian...61

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengujian Sifat-sifat Fisik Material ... 62

1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 62

(13)

B. Perencanaan Campuran Beton ... 71

C. Nilai Slump dan Workability ... 72

D. Berta Volume Beton ... 74

E. Kuat Tekan Beton...77

F. Kuat Lentur Beton...85

V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 95

B. Saran ... 96

(14)

iii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Beberapa jenis beton menurut kuat tekannya ... 8

2. Berat jenis beton menurut jenisnya ... 10

3. Empat senyawa utama dari semen portland. ... 12

4. Sifat masing-masing komposisi utama semen. ... 13

5. Jenis-jenis semen portland dengan sifat-sifatnya ... 14

6. Kuat tekan minimum semen portland ... 15

7. Syarat fisik Ordinary Portland Cement (OPC) dan Portland Composite Cement (PCC) ... 17

8. Pengaruh sifat agregat pada sifat beton ... 19

9. Gradasi standar agregat kasar ... 21

10. Gradasi standar agregat halus... 22

11. Batas toleransi zat kimia pada air... 23

12. Ukuran maksimum agregat... 47

13. Fraksi volume agregat kasar yang disarankan... 48

14. Estimasi pertama kebutuhan air pencampur dan kadar udara beton segar berdasarkan pasir dengan 35% rongga udara... 49

15. Rasio W/(c+p) maksimum yang disarankan (dengan superplasticizer)... 50

(15)

17. Hasil pengujian kadar air agregat halus...62

18. Hasil pengujian berat jenis dan penyerapan agregat halus...63

19. Hasil pengujian gradasi agregat halus...64

20. Hasil pengujian kadar lumpur agregat halus...64

21. Hasil pengujian berat volume agregat halus...65

22. Hasil pengujian kadar air agregat kasar...66

23. Hasil pengujian berat jenis dan penyerapan agregat kasar...66

24. Hasil pengujian gradasi agregat kasar...67

25. Hasil pengujian berat volume agregat kasar...68

26. Hasil pengujian berat jenis semen PCC...68

27. Hasil pengujian berat jenis semen OPC...69

28. Hasil pengujian waktu pengikatan semen PCC...69

29. Hasil pengujian waktu pengikatan semen OPC...70

30. Perencanaan campuran beton per 1 m3 untuk fas 0,36...71

31. Perencanaan campuran beton per 1 m3_{untuk fas 0,39...71}

32. Nilai slump untuk fas 0,36 tanpa penambahan silica fume...73

33. Nilai slump untuk fas 0,36 dengan penambahan silica fume...73

34. Nilai slump untuk fas 0,39 tanpa penambahan silica fume...73

35. Nilai slump untuk fas 0,39 dengan penambahan silica fume...73

36. Berat volume beton untuk benda uji silinder...75

37. Berat volume beton untuk benda uji balok...76

(16)

v

39. Kuat tekan beton benda uji silinder untuk fas 0,36 (silica fume 10%)...78

42. Kuat lentur beton benda uji balok untuk fas 0,36 (silica fume 0%)...86

(17)

(18)

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Anggarani Budi Ribowo dilahirkan di Tenggarong, pada tanggal

12 Juni 1993. Penulis merupakan anak pertama dari pasangan

Bapak Budiyono dan Ibu Nuraida.

Penulis menempuh pendidikan dasar di SD Negeri 2 Rawa Laut Bandar Lampung

dan diselesaikan pada tahun 2005. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di SMP

Negeri 4 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2008. Kemudian

melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMA Negeri 10 Bandar Lampung yang

diselesaikan pada tahun 2011.

Pada tahun 2011, Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Fakultas Teknik Jurusan

Teknik Sipil Universitas Lampung melalui jalur Ujian Mandiri Lokal (UML).

Penulis turut dalam organisasi kemahasiswaan yaitu Himpunan Mahasiswa

Teknik Sipil Universitas Lampung pada tahun 2013/2014. Selain itu, Penulis juga

mendapat kepercayaan menjadi asisten dosen pada mata kuliah Mekanika Fluida

pada tahun 2013, Struktur Beton II dan Hidraulika pada tahun 2014, Mekanika

Fluida dan Struktur Beton I tahun 2015. Penulis melakukan Kerja Praktik pada

Proyek Pembangunan Graving Dock dan Pengembangan Dermaga Noahtu Bandar Lampung. Pada tahun 2015 penulis melakukan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di

(19)

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Industri konstruksi merupakan bagian utama dalam kelancaran dan

perkembangan pembangunan di suatu negara maju maupun negara

berkembang. Semakin meningkatnya pembangunan di suatu negara maka

penggunaan akan material konstruksi menjadi meningkat. Hal tersebut

mengharuskan terciptanya material konstruksi yang efektif dan efisien dalam

penggunaannya sehingga mendukung terwujudnya pembangunan yang baik.

Pembangunan yang terus meningkat harus diikuti dengan perkembangan

konstruksi yang baik terutama konstruksi beton, karena konstruksi beton

merupakan konstruksi yang sangat sering digunakan dalam pembangunan di

suatu negara khususnya negara Indonesia.

Seiring dengan berkembangnya konstruksi beton di Indonesia maka

kebutuhan akan material utama pembentuk beton akan semakin meningkat,

khususnya adalah semen. Semen adalah perekat hidraulis bahan bangunan,

sifat sebagai perekat bahan bangunan akan berfungsi bila bercampur dengan

air. Terdapat berbagai tipe semen portland yang digunakan yaitu semen

(20)

2

semen tipe I OPC (Ordinary Portland Cement) merupakan semen yang sering digunakan karena semen OPC baik digunakan dalam berbagai macam

aplikasi konstruksi beton tanpa memerlukan persyaratan khusus. Semen OPC

adalah semen yang terbentuk dari campuran klinker/terak dengan bahan

tambahan lain. Kandungan klinker pada OPC cukup banyak, hal ini yang

mengakibatkan terjadinya peningkatan konsentrasi CO2 pada proses

pembuatannya.

Perkembangan teknologi bahan di Indonesia mengharuskan industri semen

untuk membuat jenis semen yang ramah terhadap lingkungan. Industri semen

terbesar di Indonesia salah satunya adalah PT. Semen Padang yang

memproduksi semen jenis OPC dan PCC (Portland Composite Cement). PCC merupakan jenis semen yang terbuat dari campuran klinker/terak yaitu bahan

olahan hasil pembakaran dari batu kapur, batu silika, pasir besi, dan lempung,

serta campuran dari pozolan (Trass), limestone, dan Gypsum. Dengan adanya bahan tambahan pada campuran semen tersebut maka penggunakan klinker

pada campuran semen akan berkurang sehingga menurunkan emisi CO2 dari

produksi klinker tersebut. Pada saat ini terdapat peralihan penggunaan semen

dari semen OPC menjadi semen PCC. Dalam terapan beton, terdapat

anggapan bahwa bahan campuran beton dengan menggunakan semen jenis

PCC memiliki sifat yang mirip dengan penggunaan semen jenis OPC.

Perkembangan konstruksi beton di Indonesia diindikasikan dengan semakin

meningkatnya penggunaan beton mutu tinggi dalam berbagai aplikasi

(21)

(f’c ≥ 41 Mpa). Penggunaan beton mutu tinggi diindikasikan dengan

meningkatnya kekutan beton sebagai konstruksi. Kuat tekan dan kuat lentur

pada beton mutu tinggi merupakan hal yang penting dalam konstruksi beton.

Beton mutu tinggi sangat ditentukan dengan faktor air semen (fas). Fas

merupakan perbandingan jumlah penggunaan air dengan jumlah penggunaan

semen dalam suatu campuran beton. Semakin tinggi nilai fas maka semakin

rendah mutu beton yang dihasilkan, akan tetapi nilai fas yang semakin rendah

akan menyebabkan kesulitan dalam pengerjaan, yaitu kesulitan dalam

pelaksanaan pemadatan yang pada akhirnya akan menyebabkan mutu beton

menurun. Pengendalian beton mutu tinggi tak lepas dari masalah perawatan.

Perawatan (curing) terhadap beton mutu tinggi merupakan hal yang terpenting dalam menghasilkan kekuatan beton sesuai dengan rencana. Pada

umumnya, standar perawatan beton yang dilakukan dengan cara merendam

beton dalam bak yang berisi air atau dengan cara pembasahan.

Berdasarkan penjelasan tersebut, maka diperlukan penelitian di laboratorium

mengenai perbandingan pengaruh kuat tekan dan kuat lentur beton mutu

tinggi dengan faktor air semen 0,36 dan 0,39 dengan menggunakan semen

jenis OPC dan semen jenis PCC.

B. Rumusan Masalah

Semakin berkembangnya konstruksi beton di Indonesia, maka kebutuhan

akan bahan baku pembentuk beton juga semakin meningkat. Secara umum

material yang sering digunakan untuk konstruksi beton adalah semen. Semen

(22)

4

aplikasinya tanpa persyaratan khusus. Pada saat ini penggunaan semen tipe I

OPC (Ordinary Portland Cement) mengalami penurunan bila dibandingkan dengan penggunaan semen PCC. Peralihan penggunaan semen tersebut

dilakukan oleh para industri semen di Indonesia. PT. Semen Padang

merupakan industri semen yang melakukan hal tersebut. Di sisi lain, terdapat

perbedaan kualitas semen PCC bila dibandingkan dengan semen OPC

terhadap kuat tekan dan kuat lentur beton yang dihasilkan untuk beton mutu

tinggi.

Kuat tekan dan kuat lentur beton yang dihasilkan dipengaruhi oleh beberapa

faktor diantaranya pengaruh fas (faktor air semen) dan perlakuan perawatan

beton (curing) setelah beton mengalami final setting. Pada penelitian ini akan dilihat pengaruh kuat tekan dan kuat lentur untuk beton mutu tinggi faktor air

semen (fas) 0,36 dan 0,39 yang dilakukan perawatan (curing) dengan cara direndam dalam air dengan menambahkan admixture pada beton mutu tinggi untuk mempermudah dalam pengerjaan (workabilty). Admixture yang digunakan superplazticizer dan silica fume.

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini, antara lain :

(23)

2. Mengetahui pengaruh dari penggunaan OPC (Ordinary Portland Cement) tipe I dibandingkan dengan PCC (Portland Composite Cement) terhadap kuat lentur beton mutu tinggi dengan faktor air semen (fas) 0,36 dan 0,39.

3. Mengetahui kualitas penggunaan OPC (Ordinary Portland Cement) tipe I dengan PCC (Portland Composite Cement).

D. Batasan Masalah

Masalah pada penelitian ini dibatasi pada analisis pengaruh penggunaan OPC

(Ordinary Portland Cement) tipe I dan semen PCC (Portland Composite Cement) terhadap kuat tekan dan kuat lentur beton mutu tinggi dengan menggunakan metode ACI (American Concrete Institute) C 211. Beberapa batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Beton mutu tinggi dengan faktor air semen (fas) 0,36 dan 0,39.

2. Dimensi benda uji berupa silinder beton dengan ukuran diameter 15 cm

dan tinggi 30 cm. Benda uji silinder tersebut digunakan untuk pengujian

kuat tekan beton mutu tinggi fas 0,36 dan 0,39 pada umur 14, 28, dan 56

hari dengan jumlah benda uji sebanyak 72 buah.

3. Benda uji berupa balok dengan ukuran panjang 60 cm, lebar 15 cm, dan

tinggi 15 cm. Benda uji balok tersebut digunakan untuk pengujian kuat

lentur beton mutu tinggi fas 0,36 dan 0,39 pada umur 14, 28, dan 56 hari

(24)

6

4. Metode perencanaan (mix design) menggunakan metode ACI (American Concrete Institute) C 211 dengan slump rencana 25 - 50 mm, ukuran agregat maksimum sebesar 12,5 mm.

5. Bahan tambahan yang digunakan pada campuran adukan beton adalah

superplasticizer sebanyak 1,2% dari berat semen dan silica fume sebanyak 10% dari berat semen.

6. Perawatan benda uji (curing) dilakukan dengan cara perendaman di dalam bak yang berisi air tawar.

7. Alat uji tekan berupa CTM (Compression Testing Machine) dengan kapasitas beban maksimum 300 ton dan kecepatan pembebanan sebesar

0,14 – 0,34 MPa/detik.

8. Alat uji lentur berupa FTM (Flexural Testing Machine) menghasilkan beban dengan kecepatan kontinu dalam satu kali gerakan tanpa

menimbulkan efek kejut dan mempunyai ketelitian pembacaan maksimum

0,5 kN.

E. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah:

1. Memberikan referensi mengenai kualitas semen jenis OPC (Ordinary Portland Cement) dan semen jenis PCC (Portland Composite Cement) dari merek Padang.

2. Memberikan referensi mengenai pengaruh antara penggunaan semen jenis

(25)

OPC (Ordinary Portland Cement) dengan semen jenis PCC (Portland Composite Cement) terhadap kuat lentur beton mutu tinggi.

OPC (Ordinary Portland Cement) dengan semen jenis PCC (Portland Composite Cement) terhadap penggunaan faktor air semen (fas) 0,36 dan 0,39.

5. Memberikan referensi kepada pelaksana bangunan dalam mengawasi dan melaksanakan perawatan (curing) beton mutu tinggi, maupun bagi peneliti yang akan melakukan penelitian untuk objek yang sama.

(26)

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Beton

Secara umum beton adalah bahan bangunan yang terbuat dari air, semen

portland, agregat halus, dan agregat kasar, yang bersifat keras seperti batuan

(Tjokrodimuljo,2012). Beberapa sifat beton yang sering dipakai antara lain :

1. Kekuatan

Beton bersifat getas, sehingga mempunyai kuat tekan tinggi namun kuat

tariknya rendah. Kuat tekan beton biasanya berhubungan dengan sifat-sifat

lain, maksudnya bila kuat tekannya tinggi, umumnya sifat-sifat yang lain

juga baik. Berdasarkan kuat tekan beton dapat dibagi menjadi beberapa jenis

yang terdapat pada Tabel 1.

Tabel 1.Beberapa jenis beton menurut kuat tekannya

Jenis beton Kuat tekan

Beton sederhana sampai 10 MPa

Beton normal 15 - 30 MPa

Beton pra tegang 30 - 40 MPa

Beton kuat tekan tinggi 40 - 80 MPa

Beton kuat tekan sangat tinggi > 80 MPa Sumber : Tjokrodimuljo,2012

Beton sederhana dipakai untuk pembuatan bagian-bagian non-struktur,

misalnya perkerasan lantai, dinding bukan penahan beban, dan sebagainya.

(27)

Beton normal dipakai untuk struktur beton bertulang, bagian-bagian struktur

penahan beban, misalnya kolom, balok, dinding yang menahan beban, dan

sebagainya. Kuat tekan beton normal berkisar antara 15 MPa - 30 MPa.

Khusus untuk struktur beton yang berada di daerah gempa, kuat tekannya

minimum 20 MPa.

Beton prategang untuk balok prategang, yaitu balok dengan baja tulangan

yang ditarik (ditegangkan) dulu sebelum diberi beban. Kuat tekan beton ini

berkisar antara 30 MPa - 40 MPa. Biasanya digunakan untuk balok jembatan

dan balok gedung dengan bentang agak panjang (sekitar 35 meter), tiang

pancang, dan sebagainya.

Beton kuat tekan tinggi dan sangat tinggi dipakai pada struktur khusus,

misalnya bantalan rel kereta api, tiang pancang, balok, dan kolom pada

gedung bertingkat sangat banyak.

2. Berat jenis

Beton normal yang dibuat dengan agregat normal (pasir dan kerikil normal

berat jenisnya antara 2,5 - 2,7) mempunyai berat jenis sekitar 2,3 - 2,4.

Apabila dibuat dengan pasir atau kerikil yang ringan atau diberikan rongga

udara maka berat jenis beton dapat berkurang dari 2,0. Jenis-jenis beton

menurut berat jenisnya dan macam-macam pemakaiannya dapat dilihat

(28)

10

Tabel 2.Berat jenis beton menurut jenisnya

Jenis beton Berat jenis Pemakaian

Beton sangat ringan < 1,00 non struktur

Beton ringan 1,00 - 2,00 struktur ringan

Beton normal 2,30 - 2,40 struktur

Beton berat > 3,00 perisai sinar X

Sumber : Tjokrodimuljo,2012

3. Modulus elastis

Modulus elastisitas beton tergantung pada modulus elastisitas agregat dan

pastanya. Dalam perhitungan struktur boleh diambil modulus beton sebagai

berikut :

Ec = (Wc)1,5.0,043 √�′� ; untuk Wc = 1,5 - 2,5

Ec = 4700 √�′� ; untuk beton normal

Dengan :

Ec = Modulus elastisitas beton, MPa

Wc = Berat jenis beton

f’c = kuat tekan beton, MPa

4. Kerapatan air

Pada bangunan tertentu beton diharapkan dapat rapat air (kedap air) agar

tidak bocor, misalnya plat atap, dinding basement dan sebagainya. Selain itu juga untuk mencegah terjadinya karat pada baja tulangan, diperlukan

beton yang rapat air.

Beton rapat air (kedap air) ialah beton yang sangat padat sehingga air tidak

(29)

Pembuatan beton kedap air (Spesifiasi Beton Bertulang Kedap Air,

SNI-03-2941-1992) dapat diusahakan dengan cara :

a. Menambah butiran pasir halus (yaitu semen dan pasir yang lebih kecil

dari 0,30 mm) sampai sekitar 400 - 520 kg per meter kubik beton.

b. Menambah jumlah semen sampai sekitar 280 - 380 kg per meter kubik

beton.

c. Faktor air semen maksimum 0,45-0,50 (tergantung kedap air tawar, atau

kedap air payau / air laut)

d. Memakai jenis semen portland tertentu (tergantung kedap air tawar, atau

kedap air payau / air laut)

5. Susutan pengerasan

Volume beton setelah keras sedikit lebih kecil daripada volume beton

sewaktu masih lunak (beton segar), karena pada waktu mengeras mengalami

sedikit susut karena peristiwa penguapan air. Bagian yang susut adalah

pastanya, karena agregat tidak berubah volume. Oleh karena itu, semakin

banyak pastanya semakin besar susutan betonnya. Sedangkan pasta itu

sendiri, semakin besar faktor air-semen semakin besar susutannya. Susutan

beton sekitar 2.10-3 dan pastanya sekitar 6.10-3.

6. Ketahanan terhadap ausan, cuaca, zat kimia

Pada bangunan tertentu beton khusus diharapkan dapat tahan terhadap

(30)

12

landasan pesawat udara, permukaan bendung, dinding dan dasar saluran air,

dasar terjunan air, dan sebagainya.

B. Semen Portland

Semen adalah bahan yang mempunyai sifat adhesif maupun kohesif, yaitu bahan

pengikat. Definisi semen portland adalah semen hidraulis yang dihasilkan dengan

cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silika-silika kalsium yang

bersifat hidraulis bersama bahan-bahan yang biasa digunakan yaitu gypsum (SII

0013-1981). Ada dua macam semen, yaitu semen hidraulis dan semen

non-hidraulis. Semen non-hidraulis adalah semen (perekat) yang dapat mengeras

tetapi tidak stabil dalam air. Semen hidraulis adalah semen yang akan mengeras

bila bereaksi dengan air, tahan terhadap air (water resisteance) dan stabil di dalam air setelah mengeras. Empat senyawa kimia yang utama dari semen portland

antara lain Trikalsium Silikat (C3S), Dikalsium Silikat (C2S), Trikalsium

Aluminat (C3A), Tetrakalsium Aluminoferrit (C4AF).

Tabel 3.Empat senyawa utama dari semen portland

Nama oksida

(31)

Tabel 4.Sifat masing-masing komposisi utama semen

Sumber : Nugraha, P dan Antoni, 2007

Melihat sifat yang berbeda dari masing-masing komponen ini kita dapat membuat

bermacam jenis semen hanya dengan mengubah kadar masing-masing

komponennya. Misalnya kita ingin mendapatkan semen yang mempunyai

kekuatan awal yang tinggi maka kita perlu menambah kadar C3S. ASTM

(American Standard for Testing Meterial) menentukan komposisi semen berbagai tipe pada Tabel 5.

1. Tipe I adalah semen portland untuk penggunaan umum yang tidak

memerlukan persyaratan khusus seperti pada tipe lain.

2. Tipe II adalah semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan

ketahanan sulfat dan panas hidrasi sedang. Untuk mencegah serangan sulfat

maka pada semen tipe ini, senyawa C3A harus dikurangi. Semen tipe ini biasa

digunakan pada bangunan seperti pelabuhan, pondasi, bangunan-bangunan

yang berhubungan dengan rawa, dan saluran-saluran air buangan.

3. Tipe III adalah semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

persyaratan kekuatan awal yang tinggi. Pada semen tipe ini kuat tekan pada

umur 3 hari mendekati dengan umur 7 hari pada semen tipe I. Untuk

(32)

14

specific surface tidak kurang dari 2800 cm2_{/gr. Proporsi senyawa C}

3S dibuat

lebih besar dan proporsi senyawa C2S lebih kecil. Semen tipe ini biasa

digunakan pada bangunan-bangunan seperti pembuatan beton pracetak,

perbaikan pavment, dan pembetonan di daerah cuaca dingin.

4. Tipe IV adalah semen portland yang dalam penggunaannya menurut

persyaratan panas hidrasi yang rendah. Untuk mengurangi panas hidrasi yang

terjadi, maka semen tipe ini senyawa C3S dan C3A dikurangi. Semen tipe ini

memiliki kuat tekan yang lebih rendah dari semen tipe I. Semen tipe ini

biasanya digunakan pada bangunan-bangunan seperti konstruksi DAM,

basement¸ dan pembetonan pada daerah bercuaca panas.

5. Tipe V adalah semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

persyaratan yang sangat tahan terhadap sulfat. Penggunan semen tipe ini sama

dengan pada semen tipe II dengan kontaminasi sulfat yang lebih pekat.

Tabel 5. Jenis-jenis semen portland dengan sifat-sifatnya

Tipe semen

Sifat pemakaian

Kadar senyawa (%) Kehalusan blaine

(33)

Kuat tekan minimum semen tipe I sampai tipe V dengan umur rencana 1,3,7

dan 28 hari terdapat pada Tabel 6.

Tabel 6. Kuat tekan minimum semen portland

Umur Kuat tekan minimum (kg/cm2₎

Tipe I Tipe II Tipe III Tipe IV Tipe V

1 hari - - 125 - -

3 hari 125 100 250 - 85

7 hari 200 175 - 70 150

28 hari - - - 175 210

Sumber : Standar Industri Indonesia, (SII-0013-81) yang mengadopsi ASTM C-150-80

Pengikatan (set) adalah perubahan bentuk dari bentuk cair menjadi bentuk padat, tetapi masih belum mempunyai kekuatan. Pengikatan ini terjadi akibat reaksi

hidrasi yang terjadi pada permukan butir semen, terutama butir trikalsium

aluminat. Dengan penambahan gypsum, waktu pengikatan dapat diatur karena

gypsum memodifikasi hidrasi awal. Pengerasan (hardening) adalah pertumbuhan kekuatan dari beton atau mortar setelah bentuknya menjadi padat.

Semen bila dicampur dengan air akan menghasilkan pasta yang plastis dan lecak

(workable). Namun setelah selang beberapa waktu, pasta akan mulai menjadi kaku dan sukar dikerjakan. Inilah yang disebut pengikatan awal (initial set). Selanjutnya pasta akan meningkat kekakuannya sehingga didapatkan padatan

yang utuh. Ini disebut pengikatan akhir (final set). Proses berlanjut hingga pasta mempunyai kekuatan, disebut pengerasan (hardening). Pada umumnya waktu pengikatan awal minimum adalah 45 menit, sedangkan waktu pengikatan akhir

(34)

16

Persentase semen portland pada komposisi pembuatan beton sebesar 10%. Tetapi

hal tesebut sangat penting karena fungsi semen sebagai pengikat agregat sangat

mempengaruhi kualitas beton. Bahan dasar semen pada umumnya ada 3 macam

yaitu klinker atau terak (70%-95% merupakan hasil olahan pembakaran batu

kapur, batu silika, pasir besi dan lempung), gypsum (sekitar 5%, sebagai zat

pelambat pengerasan) dan material ketiga seperti batu kapur, pozzolan, abu

terbang, dan lain-lain. Jika unsur ketiga tersebut tidak lebih dari 3% umumnya

masih memenuhi kualitas OPC (Ordinary Portland Cement) tipe I. Namun bila kandungan material ketiga 6%-35%, maka semen tersebut akan berganti menjadi

PCC (Portland Composite Cement). Jenis semen portland yang digunakan pada penelitian ini adalah semen portland tipe I OPC (Ordinary Portland Cement) dan PCC (Portland Composite Cement).

1. OPC (Ordinary Portland Cement)

Semen tipe I OPC (Ordinary Portland Cement) didefinisikan sebagai semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan

persyaratan-persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis lain (SNI

15-2049-2004). Semen portland tipe I OPC merupakan semen hidrolis yang

dihasilkan dengan cara menggiling terak/klinker semen portland terutama

yang terdiri atas kalsium silika yang bersifat hidrolis dan digiling

bersama-sama dengan gypsum dan bahan tambahan anorganik lain dengan kadar

berbeda yang terdapat pada semen jenis PCC. Semen jenis OPC memiliki

panas hidrasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan semen jenis PCC. Pada

(35)

Untuk syarat fisik semen jenis OPC dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7. Syarat fisik Ordinary Portland Cement (OPC) dan Portland Composite Cement (PCC)

No. Uraian Satuan Persyaratan

1. Kehalusan dengan alat blaine m2/kg min. 280

2. Kekekalan bentuk dengan autoclave:

 pemuaian 3. Waktu pengikatan dengan alat vicat:

 pengikatan awal

Sumber : SNI 15-2049-2004 dan SNI 15-7064-2004

Semen jenis OPC memiliki persyaratan kimia yaitu mengandung C3A

maksimum 8%, maka SO3 maksimum 3% dari komposisi total semen yang

terkandung dalam beton. Bahan penyusun OPC (Ordinary Portland Cement) yaitu 96% klinker/terak dan 4% gypsum.

2. PCC (Portland Composite Cement)

PCC (Portland Composite Cement) adalah bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan bersama-sama terak/klinker semen portland dan gypsum dengan

satu atau lebih bahan anorganik, atau hasil pencampuran antara bubuk semen

portland dengan bubuk bahan anorganik lain. Bahan anorganik tersebut antara

lain terak tanur tinggi (blast furnace slag), pozzolan, senyawa silika,

(36)

18

semen portland. Semen jenis PCC dapat digunakan pada konstruksi umum

seperti pekerjaan beton, pasangan bata, selokan, jalan, pagar dinding dan

pembuatan elemen bangunan khusus seperti beton pracetak, beton pratekan,

panel beton, bata beton (paving block) dan sebagainya (SNI 15-7064-2004).

Pada semen jenis PCC mempunyai panas hidrasi yang lebih rendah selama

proses pendinginan, sehingga pengerjaannya akan lebih mudah dan

menghasilkan permukaan beton/plester yang lebih rapat dan lebih halus.

Semen jenis PCC memiliki syarat fisik dan syarat kimia yang terpenuhi. Untuk

syarat fisik semen jenis PCC dapat dilihat pada Tabel 7. Pada semen jenis PCC

memiliki syarat kimia yaitu mengandung SO3 lebih dari 4% dari komposisi

total semen yang terkandung dalam beton. Bahan penyusun semen PCC

(Portland Composite Cement) yaitu 80% klinker/terak, 10% pozzolan (trass), 6% limestone, dan 4% gypsum.

C. Agregat

Agregat adalah material granular, misalnya pasir, kerikil, batu pecah, dan kerak

tungku besi, yang dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk

membentuk suatu semen hidraulik atau adukan. Agregat diperoleh dari sumber

daya alam yang telah mengalami pengecilan ukuran secara alamiah melalui

proses pelapukan dan aberasi yang berlangsung lama. Atau agregat dapat juga

(37)

Mengingat bahwa agregat menempati 70-75% dari total volume beton maka

kualitas agregat sangat berpengaruh terhadap kualitas beton. Dengan agregat

yang baik, beton dapat dikerjakan (workable), kuat, tahan lama (durable) dan ekonomis. Pengaruhnya bisa dilihat pada Tabel 8.

Tabel 8. Pengaruh sifat agregat pada sifat beton

Sifat agregat Pengaruh pada Sifat beton

Bentuk, tekstur, dan gradasi

Beton cair Kelecakan, pengikatan, dan pengerasan Sifat fisik, sifat kimia,

dan mineral

Beton keras Kekuatan, kekerasan, ketahanan (durability) Sumber : Nugraha, P dan Antoni, 2007

1. Sifat-sifat mekanik agregat

a. Daya Lekat (Bond)

Bentuk butir dan tekstur permukaan agregat akan mempengaruhi kekuatan

beton terutama beton mutu tinggi. Tekstur lebih kasar akan menyebabkan

daya lekat yang lebih besar antara partikel dengan pasta.

b. Kekuatan

Kekuatan yang dibutuhkan pada agregat lebih tinggi dari pada kekuatan

beton karena tegangan sebenarnya yang terjadi pada masing-masing

partikel lebih tinggi dari pada tegangan nominal yang diberikan.

c. Kekerasan

Kekerasan agregat sangat diperlukan khususnya pada beton untuk sktruktur

jalan atau pada lantai beton yang memikul beban lalu lintas yang berat.

Kekerasan agregat dapat diukur dengan Los Angeles Test. d. Toughness (Keuletan)

Keuletan adalah daya tahan agregat terhadap pecah akibat tumbukan,

(38)

20

2. Sifat-sifat fisik agregat

a. Specific Gravity (Berat Jenis)

Berat jenis agregat adalah perbandingan berat di udara dari suatu unit

volume terhadap berat air dengan volume yang sama. Pengukuran berat

jenis dapat dilakukan pada 3 kondisi yaitu

1) Apparent Specific Gravity (Berat Jenis Absolut) yaitu perbandingan berat agregat tanpa pori di udara dengan volumenya.

2) Bulk Specific Gravity (Saturated Surface Dry) yaitu perbandingan berat agregat, termasuk berat air dalam pori dengan volumenya.

3) Bulk Specific Gravity (Dry) yaitu perbandingan berat agregat, termasuk pori di udara dengan volumenya.

b. Bulk Density (Berat Volume)

Berat volume adalah berat aktual yang akan mengisi suatu

penampung/wadah dengan volume satuan. Berat volume diukur dalam

kondisi padat dan gembur.

c. Porositas dan Absorpsi

Porositas dan absopsi mempengaruhi daya lekat antara agregat dengan

pasta, daya tahan terhadap abrasi, dan mempengaruhi nilai specific gravity. Absorpsi agregat ditentukan dengan pengurangan berat dari kondisi SSD

ke kondisi oven.

d. Kadar air

Nilai kadar air berubah ubah sesuai dengan kondisi cuaca. Kadar air adalah

perbandingan antara pengurangan berat tersebut terhadap berat kering

(39)

Pengukuran kadar air sangat diperlukan pada pelaksanaan pencampuran

beton sehingga kelecakan dan faktor air semen adukan beton tetap.

Sifat fisik dan mekanik mempengaruhi kekuatan, kekerasan, dan ketahanan dari

beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian yang penting dalam

pembuatan mortar atau beton. Secara umum, agregat penyusun beton dapat

dibedakan menjadi agregat kasar dan agregat halus.

1. Agregat Kasar

Agregat kasar untuk beton adalah agregat berupa kerikil sebagai hasil

disintegrasi alami dari batuan-batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh

dari pemecahan batu, dan mempunyai ukuran antara 5-40 mm.

Tabel 9. Gradasi standar agregat kasar

Ukuran saringan

Besar butir maksimum yang diizinkan tergantung pada maksud pemakaian.

Ukuran agregat sangat mempengaruhi kekuatan tekan beton. Semakin besar

agregat maksimum yang digunakan, semakin berkurang kekuatan beton

(40)

22

Hal ini dikarenakan semakin besar agregat kasar, ruang antar agregat yang

dihasilkan semakin besar sehingga potensi terjadinya rongga udara akan

semakin tinggi dan dapat menyebabkan semakin kecilnya kekuatan tekan

yang dihasilkan.

2. Agregat Halus

Agregat halus untuk beton adalah agregat berupa pasir alam sebagai hasil

disintegrasi alami dari batuan-batuan atau berupa pasir buatan yang

dihasilkan oleh alat-alat pemecah batu dan memepunyai ukuran butir lebih

kecil dari 5 mm.

Tabel 10. Gradasi standar agregat halus

Ukuran saringan (mm) Persentase lolos

9,5 100

Agregat halus berfungsi mengisi pori-pori yang ada di antara agregat kasar,

sehingga diharapkan dapat meminimalkan kandungan udara dalam beton

yang dapat mengurangi kekuatan beton. Gradasi dan keseragaman agregat

halus lebih menentukan kelecakan (workability) dari pada gradasi dari keseragaman agregat kasar karena mortar berfungsi sebagai pelumas

sedangkan agregat kasar hanya mengisi ruang saja pada beton. Beton mutu

tinggi saat ini dikembangkan menggunakan agregat halus yaitu pasir ukuran

(41)

gradasi ukuran butiran yang dapat mengisi ruang kosong pada semen.

Dengan pemilihan gradasi yang tepat akan diperoleh kepadatan per satuan

volume.

D. Air

Air merupakan bahan yang penting pada beton yang menyebabkan terjadinya

reaksi kimia dengan semen. Semen tidak bisa menjadi pasta tanpa air. Air harus

selalu ada di dalam beton cair, tidak saja untuk hidrasi semen, tetapi juga untuk

mengubahnya menjadi suatu pasta sehingga beton lecak (workable). Air akan digunakan sebagai campuran beton harus memenuhi syarat sebagai berikut :

Tabel 11. Batas toleransi zat kimia pada air

Kotoran Kotoran maks (ppm) Keterangan

Suspensi 2.000 Silt, tanah liat, bahan

organik

Ganggang 500 - 1.000 Air entrain

Karbonat 1.000 Mengurangi setting time

Bikarbonat 400 - 1.000 400 ppm untuk Ca, Mg

Sodium sulfat 10.000 Kekuatan dapat meningkat,

tapi kekuatan akhir menurun

Magnesium sulfat 40.000

Sodiu klorida 20.000 Mengurangi setting time,

kekuatan dini meningkat

500 Memperlambat setting

time

Garam Zn,Cu, Mn, Sn 500

Asam inorganis 10.000 pH tidak kurang dari 3,0

Sodium hidroksida 500

Sodium sulfida 100 Beton harus diuji

Gula 500 Mempengaruhi setting

time

(42)

24

Pengaruh kotoran pada campuran beton secara umum bisa menyebabkan :

1. Gangguan pada hidrasi dan pengikatan.

2. Gangguan pada kekuatan dan ketahanan.

3. Perubahan volume yang dapat menyebabkan keretakan.

4. Korosi pada tulangan baja maupun kehancuran beton.

5. Bercak-bercak pada permukaan beton.

1. Faktor Air Semen

Faktor air semen (fas) adalah berbandingan jumlah penggunaan air dengan

jumlah penggunaan semen (w/c) dalam suatu campuran mortar atau beton. Perbandingan yang dipakai dalam hal ini adalah perbandingan berat. Semakin

tinggi nilai fas maka semakin rendah mutu beton yang dihasilkan, akan tetapi

nilai fas yang semakin rendah tidak selalu berarti bahwa kekuatan beton

semakin tinggi. Nilai fas yang sangat rendah akan menyebabkan kesulitan

dalam pengerjaan, yaitu kesulitan dalam pelaksanaan pemadatan yang pada

akhirnya akan menyebabkan mutu beton menurun. Umumnya nilai fas

minimum yang diberikan sekitar 0,4 dan maksimum 0,65.

D.A. Abrams pada tahun 1918 menyatakan bahwa “untuk material yang

diberikan, kekuatan beton hanya tergantung pada satu faktor saja, yaitu faktor

air semen dari pasta”.

E. Bahan Tambahan

Bahan tambahan ialah suatu bahan berupa bubuk atau cairan, yang ditambahkan

(43)

mengubah sifat adukan atau beton (Spesifikasi Bahan Tambahan untuk Beton,

Standar, SK SNI S-18-1990-03). Pembarian bahan tambahan pada adukan beton

dengan maksud untuk memperlambat waktu pengikatan, mempercepat

pengerasan, menambah encer adukan, menambah daktilitas, mengurangi

retak-retak pengerasan, mengurangi panas hidrasi, menambah kekedapan, menambah

keawetan, dan sebagainya. Bahan kimia tambahan (chemical admixture) untuk beton ialah bahan tambahan yang dicampur pada adukan beton, untuk

memperoleh sifat-sifat khusus dalam pengerjaan adukan, waktu pengikatan,

waktu pengerasan, dan maksud-maksud lainnya (SK SNI S-04-1989-F).

1. Superplasticizer

Superplasticizer adalah bahan tambahan kimia (chemical admixture) yang melarutkan gumpalan-gumpalan dengan cara melapisi pasta semen, sehingga

semen dapat tersebar dengan merata pada adukan beton dan mempunyai

pengaruh dalam meningkatkan workability beton sampai pada tingkat yang cukup besar. Bahan ini digunakan dalam jumlah yang relatif sedikit karena

sangat mudah mengakibatkan terjadinya bleeding. Superplasticizer dapat mereduksi air sampai 40 % dari campuran awal.

Beton berkekuatan tinggi dapat dihasilkan dengan pengurangan kadar air,

akibat pengurangan kadar air akan membuat campuran lebih padat sehingga

pemakaian superplasticizer sangat diperlukan untuk mempertahankan nilai

(44)

26

a) Menjaga kandungan air dan semen tetap konstan sehingga didapat

campuran dengan workability tinggi.

b) Mengurangi jumlah air dan menjaga kandungan semen dengan

kemampuan kerjanya tetap sama serta menghasilkan faktor air semen yang

lebih rendah dengan kekuatan yang lebih besar.

c) Mengurangi kandungan air dan semen dengan faktor air semen yang

konstan tetapi meningkatkan kemampuan kerjanya sehingga menghasilkan

beton dengan kekuatan yang sama tetapi menggunakan semen lebih sedikit.

d) Tidak ada udara yang masuk. Penambahan 1% udara kedalam beton dapat

menyebabkan pengurangan kekuatan rata-rata 6%. Untuk memperoleh

kekuatan yang tinggi, diharapkan dapat menjaga udara didalam beton

serendah mungkin. Penggunaan superplasticizer menyebabkan sedikit bahkan tidak ada udara masuk kedalam beton.

Secara umum, partikel semen dan air cenderung untuk berkohesi satu sama

lainnya dan partikel semen akan menggumpal. Penambahan superplasticizer, partikel semen ini akan saling melepaskan diri dan terdispersi. Dengan kata

lain superplasticizer mempunyai dua fungsi yaitu, mendispersikan partikel semen dari gumpalan partiel dan mencegah kohesi antar semen. Fenomena

dispersi partikel semen dengan penambahan superplasticizer dapat menurunkan viskositas pasta semen, sehingga pasta semen lebih fluida/alir.

Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan air dapat diturunkan dengan

(45)

2. Silica Fume

Silica fume adalah material yang terdiri dari partikel halus dengan diameter 0,1-1,0 mikrometer. Berfungsi sebagai pengganti sebagian dari semen atau

bahan tambahan pada saat sifat-sifat khusus beton dibutuhkan, seperti

penempatan mudah, kekuatan tinggi, permeabilitas rendah, durabilitas tinggi,

dan lain sebagainya. Menurut standar”Spesification for Silica Fume for Use in Hydraulic Cement Concrete and Mortar” (ASTM.C.1240,1995), silica fume

adalah material pozzolan yang halus, dimana komposisi silika lebih banyak

dihasilkan dari tanur tinggi atau sisa produksi silikon atau alloy besi silikon. Kandungan silica fume yaitu >85% SiO2, Cl 0,09-0,2%, dan alkalis 0,5-1,5%.

Berat jenis relatif silica fume umumnya berkisar antara 2,2-2,5.

Kegunaan silica fume secara geometrikal adalah kemampuannya mengisi rongga-rongga diantara bahan pasta dan mengakibatkan membaiknya

distribusi ukuran pori dan berkurangnya total volume pori. Namun kenyataan

di lapangan, ternyata penggunaan silica fume memiliki kekurangan. Beton yang mengandung silica fume mempunyai kecenderungan yang meningkat bahwa beton tersebut akan mengalami retak susut.

Untuk itu kita bisa gunakan beberapa cara, yakni salah satunya adalah beton

(46)

28

F. Beton Mutu Tinggi

Beton mutu tinggi adalah beton yang mempunyai sifat khusus yang berbeda

dengan beton biasa, seperti tingkat susut (shrinkage) rendah, permeabilitas rendah, modulus elastisitas tinggi dan kuat tekan tinggi. Beton mutu tinggi

memiliki kuat tekan 50-80 MPa.

Beton mutu tinggi umumnya memiliki faktor air semen yang rendah (fas) dengan

rentang 0,2-0,35. Semakin rendah fas maka porositas beton juga cenderung

semakin rendah. Pada pencampuran, beton mutu tinggi ditambahkan admixture

seperti superplasticizer dengan dosis dan jumlah yang tepat, agar workabilitas

beton tetap tinggi. Selain itu penambahan material berukuran lebih kecil dari

semen, seperti silica fume berfungsi mengurangi rongga di dalam beton sehingga beton menjadi lebih padat. Jika terjadi peningkatan kepadatan, porositas dalam

beton berkurang dan menyebabkan beton lebih kedap terhadap air dan material

perusak lainnya sehingga beton menjadi lebih tahan lama. Menurut American Concrete Institude (ACI) Committe, beton mutu tinggi adalah beton yang memenuhi kombinasi kerja khusus sesuai dengan yang diinginkan dan tidak

ditemui secara rutin pada beton konvesional, diantaranya :

1. Mudah pengerjaannya.

2. Berkekuatan tinggi di usia dini.

3. Kedap dan padat.

4. Durable terhadap lingkungan, kekerasan yang memadai. 5. Umur layan lebih lama (sekitar 75 tahun atau lebih).

(47)

7. Stabilitas volume yang memadai (minimum shrinkage atau ekspansi termal). 8. Kemampuan mengalir (flowability) dan pumpability yang memadai.

G. Kuat Tekan

Kuat tekan adalah besarnya beban per satuan luas, yang dapat ditahan sampai

dengan menyebabkan benda uji hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu,

yang dihasilkan oleh mesin uji. Kuat tekan beton ditentukan oleh proporsi bahan

yaitu semen, agregat halus, agregat kasar, dan air sebagai komponen pembentuk

beton. Perbandingan air terhadap semen merupakan faktor utama dalam

penentuan kuat tekan beton.

Sifat yang paling penting dari beton adalah kuat tekan beton. Kuat tekan beton

biasanya berhubungan dengan sifat-sifat lain, maksudnya apabila kuat tekan

beton tinggi, sifat-sifat yang lain juga baik.

Rumus yang digunakan untuk menghitung kuat tekan benda uji adalah

P = �

�

... (2.1)

Keterangan : P = Kuat tekan beton yang didapat dari benda uji (MPa)

F = Gaya tekan maksimum (N)

(48)

30

Gambar 1. Uji kuat tekan beton

Beban tekan maksimum pada saat benda uji pecah dibagi luas penampang benda

uji merupakan nilai kuat tekan beton yang dinyatakan dalam MPa atau kg/cm2_.

Beton relatif kuat menahan tekan. Besarnya kuat tekan beton dipengaruhi oleh

sejumlah faktor diantaranya

1. Faktor air semen. Hubungan faktor air semen dan kuat tekan beton secara

umum adalah bahwa semakin rendah nilai faktor air semen, semakin tinggi

kuat tekan betonnya. Namun kenyataannya pada suatu nilai faktor air semen

semakin rendah, maka beton semakin sulit dipadatkan. Dengan demikian, ada

suatu nilai faktor air semen yang optimal dan menghasilkan kuat tekan yang

maksimal.

(49)

3. Jenis dan bidang permukaan agregat. Kenyataan menunjukkan bahwa

penggunaan agregat batu pecah akan menghasilkan beton yang kuat tekan

yang lebih besar daripada kerikil.

4. Efesiensi dari perawatan (curing). Perawatan adalah hal yang sangat penting pada pekerjaan di lapangan dan pada pembuatan benda uji.

5. Suhu. Pada umumnya kecepatan pengerasan beton bertambah dengan

bertambahnya suhu. Pada titik beku kuat tekan akan tetap rendah untuk waktu

yang lama.

6. Umur pada keadaan yang normal. Kekuatan beton bertambah dengan

bertambahnya umur, tergantung pada jenis semen.

H. Kuat Lentur

Lentur murni adalah suatu lentur yang berhubungan dengan lendutan sebuah

balok di bawah suatu momen lentur (bending moment) konstan yang berarti bahwa gaya lintangnya sama dengan nol. Sebaliknya lentur tidak merata

berhubungan dengan lentur dalam kehadiran gaya-gaya lintang, yang berarti

bahwa momen lenturnya akan bergerak sepanjang balok. (Timoshenko dan Gere,

1996).

(50)

32

Gambar 3. Diagram gaya lintang

Gambar 4. Diagram momen lentur

Daerah di antara beban P/2 tidak memiliki gaya lintang dan hanya dikenakan

suatu momen lentur yang besarnya M = �

x a

, karena itu daerah pusat dari balok

ini berada dalam keadaan lentur murni (Timoshenko dan Gere, 1996).

Daerah-daerah yang memiliki panjang a di dekat ujung-ujung balok berada dalam

keadaan lentur tak merata karena momen M tidaklah konstan dan terdapat

gaya-gaya lintang.

Menurut ASTM C78-94 rumus kuat lentur beton dinyatakan dalam modulus

Rupture (R). Rumus kuat lentur beton bentang (

�)

yaitu :

(51)

R = �.�

�.�2

... (2.2)

Keterangan : R = Kuat lentur beton (MPa)

P = Maksimum beban yang diterima (N)

L = Panjang bentang (mm)

d = tinggi balok (mm)

b = lebar balok (mm)

Apabila suatu gelagar balok bentang sederhana manahan beban yang

mengakibatkan timbulnya momen lentur, akan terjadi deformasi lentur di dalam

balok tersebut. Pada kejadian momen lentur positif, tegangan tekan akan terjadi

di bagian atas dan tegangan tarik akan terjadi di bagian bawah dari penampang.

Tegangan-tegangan tersebut harus ditahan oleh balok. Jika beban bertambah,

maka pada balok terjadi deformasi dan tegangan tambahan yang mengakibatkan

bertambahnya retak lentur pada balok.

Bila beban semakin bertambah, pada akhirnya akan terjadi keruntuhan elemen

struktur, yaitu pada saat beban luarnya mencapai kapasitas elemen.

Pada saat beton struktur bekerja menahan beban-beban yang dipikulnya, balok

beton akan mengalami tegangan-tegangan pada badannya. Salah satu tegangan

yang terjadi adalah tegangan tarik akibat lenturan tepi bawah pada balok dengan

tumpuan sederhana.

Kekauatan lentur merupakan kekuatan beton dalam menahan lentur yang

umumnya terjadi pada balok struktur. Kuat lentur dapat diteliti dengan

membebani balok pada tengah-tengah bentang atau pada setiap sepertiga bentang

(52)

34

keruntuhan lentur, dimana retak utama yang terjadi terletak pada sekitar

tengah-tengah bentang. Besarnya momen akibat gaya pada saat runtuh ini merupakan

kekuatan maksimal balok beton dalam menahan lentur.

Pada beton normal, jika dihubungkan dengan kuat tekannya nilai kuat lentur

beton dapat dihitung berdasarkan SNI-03-2847-2002 dengan menggunakan

rumus :

fr = 0,7 √�′� ... (2.3)

Keterangan : fr = Kuat lentur teori (MPa)

f’c = Kuat tekan rata-rata (MPa)

I. Penelitian Terdahulu

Afif, M (2008), telah melakukan pengujian pada kuat tekan beton dengan

pemakaian semen yang berbeda menggunakan metode eksperimental

laboratorium yaitu dengan menambahkan superplasticizer dan silica fume. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan hasil kuat tekan dan

prosentase peningkatan kuat tekan beton dengan umur beton. Hasil penelitian

beton dengan bahan tambahan superplasticizer dan silica fume ditinjau pada umur 14, 28, 45, dan 56 hari. Sampel PPC SP 2% SF 0% menunjukan prosentase

kuat tekan sebesar 81,61%, 100%, 106,28%, dan 113,90%. Sampel PPC SP 2%

SF 5% menunjukan prosentase kuat tekan beton terhadap umur sebesar 86,44%,

100%, 116,95% dan 120,34%. Sampel PCC SP 2% SF 0% menunjukan

prosentase kuat tekan sebesar 91,84%, 100%, 103,01%, dan 105,15%. Begitu

juga pada sampel PCC SP 2% SF 5% menunjukan prosentase kuat tekan beton

(53)

dihasilkan oleh sampel PPC SP 2% SF 5% umur 56 hari dengan kuat tekan

optimum sebesar 54,16 MPa. Dengan perbedaan dua jenis semen dapat diketahui

prosentase kuat tekan tinggi dicapai pada umur 56 hari terjadi pada sampel PPC

SP 2% SF 5%.

Satyarno, Imam (2007), telah melakukan pengujian beton mutu tinggi (kuat tekan

sekitar 80 MPa). Penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik agregat

pembuat beton mutu tinggi, proporsi campuran dan untuk mengetahui

karakteristik beton yang meliputi berat jenis, kuat tekan, kuat tarik, dan modulus

elastisitas. Agregat yang digunakan adalah agregat halus dari sungai Krasak,

Kabupaten Sleman dan ageegat kasar menggunakan ukuran maksimum 10 mm

dari desa Watugajah, Gedangsari, Kabupaten Gunung Kidul, yang keduanya

merupakan agregat lokal Yogyakarta. Semen menggunakan semen portland tipe I dan bahan admixture dari produk Sika yaitu Silica Fume, viscocrete-10 dan

plastiment-VZ. Variasi campuran yang digunakan dalam penelitian ini adalah faktor air semen 0,22: 0,24: 0,26 dan kadar silica fume 0%, 5%, dan 10%. Faktor air semen 0,22 dan kadar silica fume 10% menghasilkan kuat tekan (umur 28 hari) mencapai 92,41 MPa.

Tasykurun, Hanif (2012), telah melakukan pengujian beton dengan tujuan

penelitian adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh penggantian semen

dengan fly ash (abu terbang) terhadap mutu kuat tekan beton dan untuk mengetahui sejauh mana kuat tekan beton terhadap serangan sulfat. Komposisi

(54)

36

Sampel yang digunakan adalah kubus (15cm x 15cm x 15cm) mutu beton yang

direncanakan adalah K300. Sampel diuji pada umu 7 hari , 28 hari, dan 56 hari.

Dari hasil penelitian menggunakan semen OPC merk Baturaja didapat kadar fly ash optimum berada pada campuran 10% dengan kuat tekan pada umur pemeliharaan 56 hari sebesar 462,22 kg/cm2 dan apabila dibandingkan dengan

kuat tekan beton yang menggunakan semen PCC merk Baturaja, beton dari

semen OPC lebih kuat. Sedangkan untuk beton fly ash yang direndam dengan sulfat 5% selama 56 hari didapat kuat tekan maksimum beton OPC + fly ash

sebesar 277,04 kg/cm2 dan kuat tekan beton PCC merk Baturaja sebesar 227,41

kg/cm2. Dapat disimpulkan bahwa fly ash asal Tarahan Lampung sangat baik digunakan sebagai bahan pengganti pada semen OPC.

Rasyid, Abdurakhman (2011), pada penelitian ini dilakukan untuk mengetahui

penggunaan semen PCC dan semen jenis OPC dengan beberapa pelakuan

perawatan pada terapan beton. Pengujian kuat tekan pada umur 7 hari, 14 hari,

dan 28 hari. Pada perawatan steam dilakukan juga uji kuat tekan pada umur 4 jam. Mutu beton yang direncanakan adalah K225 dan K350 dengan

menggunakan semen jenis PCC (Baturaja, Tiga Roda dan Padang) dengan semen

jenis OPC (Baturaja). Jenis perawatan beton yang dilakukan berupa non curing,

moist curing, dan steam curing. Berdasarkan hasil pengujian, kuat tekan beton mutu K225 dan mutu K350 dengan perawatan perendaman umur 28 hari, semen

jenis OPC merk Baturaja lebih tinggi dari pada semen PCC merk Baturaja tetapi

memiliki kuat tekan yang lebih rendah dari PCC Tiga Roda dan PCC Padang.

Jenis perawatan beton dengan cara perendaman merupakan cara yang paling baik

(55)

III. METODE PENELITIAN

A. Umum

Metode yang dilakukan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen di

Laboratorium Struktur dan Konstruksi Fakultas Teknik Universitas

Lampung. Benda uji pada penelitian ini berupa silinder beton dengan

diameter 15 cm dan tinggi 30 cm, dan benda uji balok beton dengan panjang

60 cm, lebar 15 cm, dan tinggi 15 cm. Sedangkan pengujian kuat tekan dan

kuat lentur beton mutu tinggi dengan fas 0,36 dan 0,39 dilakukan setelah

benda uji berumur 14, 28 dan 56 hari.

B. Material

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1. Semen

Semen yang digunakan terlebih dahulu dilakukan pengujian terhadap

berat jenis dan waktu pengikatan yang sesuai dengan ASTM. Dalam

penelitian ini semen yang digunakan yaitu Ordinary Portland Cement

(OPC) tipe 1 dan Portland Composite Cement (PCC) dengan merek dagang Semen Padang dalam kemasan 50 kg/sak yang diperoleh dari

(56)

38

2. Agregat Halus

Agregat halus yang digunakan terlebih dahulu dilakukan pengujian

terhadap kadar air, berat jenis dan penyerapan, gradasi, kadar lumpur,

kandungan zat organik dan berat volume yang sesuai dengan ASTM.

Dalam penelitian ini agregat halus yang digunakan yaitu pasir yang

berasal dari daerah Gunung Sugih Lampung Tengah.

3. Agregat Kasar

Agregat kasar yang digunakan terlebih dahulu dilakukan pengujian

terhadap kadar air, berat jenis dan penyerapan, gradasi, dan berat

volume yang sesuai dengan ASTM. Dalam penelitian ini agregat kasar

yang digunakan berasal dari daerah Tanjungan Lampung Selatan yang

merupakan batu pecah hasil produksi stone crusher. 4. Air

Air yang digunakan adalah air yang bersih, tidak mengandung lumpur,

minyak dan tidak mengandung garam serta zat-zat lain yang dapat larut

dan dapat merusak beton. Air yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Laboratorium Struktur Bahan dan Konstruksi Fakultas

Teknik Universitas Lampung.

5. Superplasticizer

Superplasticizer adalah bahan tambahan kimia (chemical admixture) yang melarutkan gumpalan-gumpalan dengan cara malapisi pasta

semen, sehingga semen dapat tersebar dengan merata pada adukan

(57)

menurunkan viskositas pasta semen, sehingga pasta semen lebih alir.

Hal tersebut menunjukkan penggunaan air dapat diturunkan dengan

penambahan superplasticizer. Superplasticizer yang digunakan dari produk naptha 511P. Komposisi penggunaan superplasticizer pada campuran semen adalah 1,2 % dari berat semen.

6. Silica fume

Silica fume adalah material yang terdiri dari partikel halus dengan diameter 0,1-1,0 mikrometer. Berfungsi sebagai pengganti sebagian

semen atau bahan tambahan pada saat sifat-sifat khusus beton

dibutuhkan seperti, penempatan mudah, kekuatan tinggi, permeabilitas

rendah, durabilitas tinggi dan lain sebagainya. Silica fume adalah material pozolan yang halus, dimana komposisi silika lebih banyak

dihasilkan dari tanur tinggi atau sisa produksi silikon atau alloy besi silikon. Silica fume yang digunakan dari produk normet. Penggunaan

silica fume pada campuran adukan beton yaitu 10 % dari berat semen.

C. Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Timbangan

Timbangan digunakan untuk memeriksa berat masing-masing bahan

penyusun beton berdasarkan komposisi campuran yang telah

(58)

40

dengan kapasitas 30 kg dengan ketelitian 0,1 gram dan timbangan

berkapasitas 150 kg dengan ketelitian 1 gram.

2. Satu set saringan

Peralatan ini digunakan untuk mengukur gradasi agregat sehingga dapat

ditentukan nilai modulus kehalusan butir agregat halus dan agregat

kasar. Untuk penelitian ini gradasi agregat halus dan agregat kasar

berdasarkan standar ASTM C-33. Ukuran saringan yang digunakan

yaitu diameter 37,5 mm; 25 mm; 19 mm; 12,5 mm; 9,5 mm; 4,75 mm;

2,36 mm; 1,18 mm; 0,6 mm; 0,3 mm; 0,15 mm; dan pan yang digunakan

untuk pengujian gradasi agregat halus dan agregat kasar.

3. Oven

Alat ini digunakan untuk mengeringkan bahan-bahan dasar campuran

beton yang perlu dikeringkan terlebih dahulu pada saat pengujian bahan.

Oven yang digunakan mempunyai kapasitas panas maksimum 210°C

dengan daya 110 Watt.

4. Piknometer

Alat ini digunakan untuk mengetahui berat jenis SSD (Surface Saturated Dry), berat jenis kering, berat jenis semu, dan penyerapan agregat halus. 5. Botol La Chatelier

Botol La Chatelier digunakan untuk mengetahui berat jenis dari

(59)

Alat Vicat digunakan untuk mengetahui waktu pengikatan awal dan

waktu pengikatan akhir pada Ordinary Portland Cement (OPC) tipe 1 dan Portland Composite Cement (PCC).

7. Mesin Pengaduk Beton (Concrete Mixer)

Mesin pengaduk beton yang digunakan memiliki kapasitas 0,125 m3

dengan kecepatan 20-30 putaran per menit. Alat tersebut berfungsi

untuk mengaduk campuran beton.

8. Cetakan benda uji

Alat ini digunakan untuk mencetak beton dengan bentuk silinder dan

balok.

9. Slump Test Apparatus

Kerucut Abrams digunakan beserta tilam pelat baja dan tongkat besi

untuk mengetahui kelecakan (workability) adukan beton dengan percobaan slump. Ukuran kerucut Abrams yaitu diameter bagian bawah 200 mm, diameter bagian atas 100 mm, dan tinggi 300 mm.

10.Mesin getar dalam (internal vibrator)

Mesin penggetar dalam digunakan untuk memadatkan adukan beton

yang telah dimasukkan ke dalam cetakan benda uji. Tujuannya untuk

menghilangkan rongga-rongga udara sehingga kerekatan antara bahan

(60)

42

11.Bak perendam

Bak perendam digunakan sebagai tempat perawatan beton dengan cara

perendaman. Bak perendam yang digunakan berisi air tawar dengan

ukuran panjang 3 m, lebar 1 m, dan tinggi 0,5 m.

12.Compressing Testing Machine (CTM)

CTM merupakan alat yang digunakan untuk melakukan pengujian kuat