BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Beton didefinisikan sebagai campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan membentuk massa padat (SK SNI T-15-1991-03). Campuran tersebut akan mengeras seperti batuan. Pengerasan terjadi karena peristiwa reaksi kimia antara semen dengan air.
Beton yang telah mengeras dapat juga dikatakan sebagai batuan tiruan, dengan rongga-rongga antara butiran yang besar (agregat kasar atau batu pecah), dan diisi oleh batuan kecil (agregat halus atau pasir), dan pori-pori antara agregat halus diisi oleh semen dan air (pasta semen). Pasta semen juga berfungsi sebagai perekat ataupun pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat sehingga terbentuklah suatu kesatuan yang padat dan tahan lama.
Menurut Nugraha dan Antoni (2007) sebagai bahan konstruksi beton mempunyai kelebihan dan kekurangan, kelebihan beton antara lain :
1. Ketersediaan (availability) material dasar 2. Kemudahan untuk digunakan (versatility) 3. Kemampuan beradaptasi (adaptability) 4. Kebutuhan pemeliharaan yang minimal. Kekurangan beton antara lain :
1. Berat sendiri beton yang besar, sekitar 2400 kg/m3
2. Kekuatan tariknya rendah, meskipun kekuatan tekannya besar.
3. Beton cenderung untuk retak, karena semennya hidraulis. Baja tulangan
bisa berkarat, meskipun tidak terekspose separah struktur baja.
4. Kualitasnya sangat tergantung cara pelaksanaan di lapangan. Beton yang
baik maupun yang buruk dapat terbentuk dari rumus dan campuran yang sama.
5. Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakaian kembali atau
daur-ulang sulit dan tidak ekonomis. Dalam hal ini struktur baja lebih unggul, misalnya tinggal melepas sambungannya saja.
2.2 Beton Segar (Fresh Concrete)
Tiga hal penting yang perlu diketahui dari sifat-sifat beton segar, yaitu: kemudahan pengerjaan (workability), pemisahan kerikil (segregation), dan pemisahan air (bleeding).
2.2.1 Kemudahan Pengerjaan (Workability)
Workability adalah bahan-bahan beton yang setelah diaduk bersama, akan menghasilkan adukan yang mudah diangkut, dituang, dicetak, dan dipadatkan, tanpa terjadi perubahan yang menimbulkan kesukaran atau penurunan mutu. Unsur-unsur yang mempengaruhi workability adalah :
1. Jumlah air pencampur.
Semakin banyak air yang dipakai, maka akan semakin mudah beton segar itu dikerjakan, akan tetapi jumlahnya tetap diperhatikan agar tidak terjadi segregation.
2. Kandungan semen.
Penambahan semen ke dalam campuran memudahkan cara pengerjaan adukan beton, karena diikuti dengan penambahan air campuran untuk memperoleh nilai FAS (faktor air semen) tetap.
3. Gradasi campuran pasir dan kerikil.
Bila campuran pasir dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah dikerjakan. Gradasi adalah distribusi ukuran dari agregat berdasarkan hasil persentase berat yang lolos pada setiap ukuran saringan dari analisa saringan.
4. Bentuk butiran agregat kasar
5. Cara pemadatan dan alat pemadat.
Bila cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat kelecakan yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit daripada jika dipadatkan dengan tangan.
Konsistensi/kelecakan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian slump yang didasarkan pada SNI 03-1972-1990. Percoban ini menggunakan corong baja yang berbentuk konus berlubang pada kedua ujungnya, (kerucut Abrams). Bagian bawah berdiameter 20cm, bagian atas berdiameter 10cm, dan tinggi 30cm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Kerucut Abrams
Ada tiga jenis slump yaitu slump sejati (slump sebenarnya), slump geser dan slump runtuh.
1. Slump sebenarnya merupakan penurunan umum dan seragam tanpa ada adukan beton yang pecah, oleh karena itu dapat disebut slump yang sebenar.
Gambar 2.2 Slump sebenarnya
2. Slump geser terjadi bila separuh puncaknya tergeser atau tergelincir ke bawah pada bidang miring. Pengambilan nilai slump geser ini ada dua yaitu dengan mengukur penurunan minimum dan penurunan rata-rata dari puncak kerucut.
Gambar 2.3 Slump geser
3. Slump runtuh terjadi pada kerucut adukan beton yang runtuh seluruhnya akibat adukan beton yang terlalu cair. Pengambilan nilai slump ini dengan mengukur penurunan minimum dari puncak kerucut
2.2.2 Pemisahan Kerikil (Segregation)
Segregation adalah butir-butir kerikil yang memisahkan diri dari campuran beton. Neville (1981) menuliskan bahwa terdapat dua bentuk segregasi beton segar yaitu partikel yang lebih kasar cenderung memisahkan diri dari partikel yang lebih halus dan terpisahnya air semen dari adukan.
Menurut Nugraha dan Antoni (2007) ada beberapa faktor yang menyebabkan segregation yaitu :
1. Ukuran partikel yang lebih besar dari 25mm
2. Berat jenis agregat kasar yang berbeda dengan agregat halus 3. Kurangnya jumlah material halus dalam campuran
4. Bentuk butir yang tidak rata dan tidak bulat 5. Campuran yang terlalu basah atau terlalu kering
Segregation mengakibatkan mutu beton menjadi berkurang. Untuk mengurangi kecenderungan pemisahan agregat tersebut, dapat dilakukan upaya-upaya sebagai berikut:
1. Mengurangi jumlah air yang digunakan
2. Adukan beton jangan dijatuhkan dengan ketinggian yang terlalu besar 3. Cara mengangkut, penuangan maupun pemadatan harus dilakukan dengan
cara yang benar.
2.2.3 Pemisahan Air (Bleeding)
bentuk dari segregation. Adapun penyebab bleeding menurut Neville (1981) adalah ketidakmampuan bahan padat campuran untuk menangkap air pencampur.
Ketika bleeding sedang berlangsung, air campuran terjebak di dalam kantung-kantung yang terbentuk antara agregat dan pasta semen. Sesudah bleeding selesai dan beton mengeras, kantung-kantung menjadi kering. Akibatnya apabila ada tekanan, kantung-kantung tersebut menjadi penyebab mudahnya retak pada beton. Menurut Mulyono (2003) pemisahan air (bleeding) dapat dikurangi dengan cara:
1. Memberi lebih banyak semen 2. Menggunakan air sedikit mungkin 3. Menggunakan butir halus lebih banyak
4. Memasukan sedikit udara dalam adukan untuk beton khusus.
2.3 Beton Keras (Hardened Concrete)
Perilaku mekanik beton keras merupakan kemampuan beton di dalam memikul beban pada struktur bangunan. Kinerja beton keras yang baik ditunjukkan oleh kuat tekan beton yang tinggi, kuat tarik yang lebih baik, perilaku yang lebih daktail, kekedapan air dan udara, ketahanan terhadap sulfat dan klorida, penyusutan rendah dan keawetan jangka panjang.
2.3.1 Kekuatan Tekan Beton (f’c)
Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan.
Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus :
𝑓𝑐′= 𝑃
𝐴 (2.1)
dengan : fc’ : kekuatan tekan (kg/cm2) P : beban tekan (kg)
A : luas permukaan benda uji (cm2)
Standar deviasi dihitung berdasarkan rumus :
𝑆= �𝛴(𝜎′𝑁−1𝑏−𝜎′𝑏𝑚)2 (2.2)
dengan: S : Standar deviasi (kg/cm2)
σ’b : Kekuatan masing-masing benda uji (kg/cm2) σ’bm : Kekuatan beton rata-rata ( kg/cm2 )
N : Jumlah total benda uji hasil pemeriksaan
Nilai kuat beton beragam sesuai dengan umurnya. Umumnya nilai kuat tekan beton ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari setelah pengecoran.
Gambar 2.5 Model benda uji silinder
Beberapa faktor utama yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton, yaitu : 1. Proporsi bahan-bahan penyusunnya
2. Metode perancangan 3. Perawatan
4. Keadaan pada saat pengecoran dilaksanakan, terutama dipengaruhi oleh lingkungan setempat.
Dari faktor-faktor utama tersebut termasuk didalamnya beberapa faktor lain yang mempengaruhi kekuatan tekan beton, yaitu :
1. Faktor air semen dan kepadatan
Kepadatan adukan beton sangat mempengaruhi kuat tekan betonnya setelah mengeras. Untuk mengatasi kesulitan pemadatan adukan beton dapat dilakukan dengan cara pemadatan dengan alat getar (vibrator) atau dengan memberi bahan kimia tambahan (chemical admixture) yang besifat mengencerkan adukan beton sehingga lebih mudah dipadatkan.
Umur / Waktu (Hari)
Gambar 2.6 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton selama masa perkembangannya (Mulyono, 2003)
2. Umur beton
Kekuatan tekan beton akan bertambah sesuai dengan bertambahnya umur beton. Biasanya nilai kuat tekan ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari. Kekuatan beton akan naik secara cepat (linear) sampai umur 28 hari, tetapi setelah itu kenaikannya tidak terlalu signifikan (Gambar 2.7). Umumnya pada umur 7 hari kuat tekan mencapai 65% dan pada umur 14 hari mencapai 88% - 90% dari kuat tekan umur 28 hari.
Tabel 2.1 Perkiraan kuat tekan beton pada berbagai umur
Gambar 2.7 Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton (Istimawan, 1999)
3. Jenis semen
Semen Portland yang dipakai untuk struktur harus mempunyai kualitas tertentu yang telah ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif. Jenis Portland semen yang digunakan ada 5 jenis yaitu : I, II, III, IV, V. Jenis-jenis semen tersebut mempunyai laju kenaikan kekuatan yang berbeda sebagai mana yang terlihat pada Gambar 2.8.
4. Jumlah semen
Jika faktor air semen dan slump berubah, beton dengan jumlah kandungan semen tertentu mempunyai kuat tekan tertinggi sebagaimana terlihat pada Gambar 2.9. Pada jumlah semen yang terlalu sedikit berarti jumlah air juga sedikit sehingga adukan beton sulit dipadatkan yang mengakibatkan kuat tekan beton rendah. Namun jika jumlah semen berlebihan berarti jumlah air juga berlebihan sehingga beton mengandung banyak pori yang mengakibatkan kuat tekan beton rendah. Jika nilai slump sama (fas berubah), beton dengan kandungan semen lebih banyak mempunyai kuat tekan lebih tinggi.
Gambar 2.9 Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton pada faktor air semen sama (Tjokrodimuljo, 1998)
5. Sifat agregat
berpengaruh terhadap bentuk kurva tegangan-regangan tekan dan terhadap kekuatan beton seperti yang terlihat pada Gambar 2.10. Akan tetapi bila adukan beton nilai slump nya sama besar, pengaruh tersebut tidak tampak karena agregat yang permukaannya halus memerlukan air lebih sedikit. Jadi nilai fas yang rendah menghasilkan kuat tekan beton lebih tinggi.
Gambar 2.10 Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan beton (Mindness, 1981)
2.3.2 Kuat Tarik Beton
Salah satu kelemahan beton adalah mempunyai kuat tarik yang sangat kecil dibandingkan dengan kuat tekannya yaitu 10%–15% f’c. Kuat tarik beton berpengaruh terhadap kemampuan beton di dalam mengatasi retak awal sebelum dibebani. Pengujian terhadap kekuatan tarik beton dapat dilakukan dengan cara: 1. Pengujian tarik langsung, untuk menguji tarik langsung pada spesimen
silinder maupun prisma dilakukan dengan menempelkan benda uji pada suatu pelat besi dengan lem epoxy. Tepi benda uji harus digergaji dengan gerinda intan untuk menghilangkan pengaruh pengecoran atau vibrasi. Beban kecepatan 0,005 MPa/detik sampai runtuh.
2. Pengujian tarik belah (pengujian tarik beton tak langsung) dengan menggunakan “Split cylinder test”. Dengan membelah silinder beton terjadi pengalihan tegangan tarik melalui bidang tempat kedudukan salah satu silinder, dan silinder beton tersebut terbelah sepanjang diameter yang dibebaninya. Tegangan tarik tidak langsung dihitung dengan persamaan :
𝑇= 2𝑃
𝜋𝑙𝑑 (2.3)
Dimana : T = kuat tarik beton (MPa) P = beban hancur (N) l = panjang spesimen (mm) d = diameter spesimen (mm)
2.4 Bahan Penyusun Beton 2.4.1 Semen
semen. Jika ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar, sedangkan jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (hardened concrete).
Fungsi semen ialah untuk mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat. Adapun sifat-sifat fisik semen yaitu :
a. Kehalusan Butir
Kehalusan semen mempengaruhi kecepatan hidrasi dan ratanya tekstur permukaan beton. Secara umum, semen berbutir halus meningkatkan kohesi pada beton segar dan dapat mengurangi bleeding, akan tetapi menambah kecenderungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut.
b. Waktu ikatan
Waktu ikatan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu tersebut terhitung sejak air tercampur dengan semen. Waktu dari pencampuran semen dengan air sampai saat kehilangan sifat keplastisannya disebut waktu ikat awal, dan pada waktu sampai pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu ikat akhir. Pada semen portland biasanya batasan waktu ikatan semen adalah :
• Waktu ikat awal > 60 menit
Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan beton, yaitu waktu transportasi, penuangan, pemadatan, dan perataan permukaan.
c. Panas hidrasi
Panas hidrasi adalah panas yang terjadi ketika semen bereaksi dengan air. Jumlah panas yang akan terbentuk tergantung pada jenis semen yang digunakan dan kehalusan butir semen. Panas hidrasi dapat mengakibatkan keretakan pada beton saat proses pendinginan.
d. Perubahan volume (Kekalan)
Kekalan pasta semen yang telah mengeras ialah suatu ukuran yang menyatakan kemampuan pengembangan bahan-bahan campurannya dan kemampuan untuk mempertahankan volume setelah pengikatan terjadi.
2.4.1.1 Semen Portland
Menurut SII 0013-1981, semen portland adalah semen hidraulis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidraulis bersama bahan-bahan yang biasa digunakan, yaitu gypsum.
2.4.1.2 Jenis Semen Portland
Tipe I Ordinary Portland Cement (OPC)
Semen yang umum digunakan, tidak memerlukan persyaratan khusus (panas hidrasi, ketahanan terhadap sulfat, kekuatan awal)
Tipe II Moderate Sulphate Cement
Semen untuk beton dengan ketahanan terhadap sulfat sedang dan mempunyai panas hidrasi sedang.
Tipe III High Early Strength Cement
Semen untuk beton dengan kekuatan awal tinggi (cepat mengeras) Tipe IV Low Heat of Hydration Cement
Semen untuk beton yang memerlukan panas hidrasi rendah, kekuatan awal rendah.
Tipe V High Sulphate Resistance Cement
Semen untuk beton yang tahan terhadap kadar sulfat tinggi.
Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen jenis OPC (Ordinary Portland Cement) atau Tipe I, yaitu semen hidrolis yang dipergunakan secara luas untuk konstruksi umum, seperti konstruksi bangunan yang tidak memerlukan persyaratan khusus, antara lain bangunan perumahan, gedung-gedung bertingkat, jembatan, landasan pacu dan jalan raya.
2.4.1.3 Bahan Penyusun Semen Portland
2003). Komposisi senyawa utama dan senyawa pembentuk dalam semen portland dapat dilihat pada Tabel 2.2 dan 2.3 berikut ini.
Tabel 2.2 Komposisi senyawa utama semen portland (Nugraha dan Antoni, 2007)
Nama Kimia Rumus Oksida Notasi Persen
Berat
Tabel 2.3 Komposisi senyawa umum semen portland (Nugraha dan Antoni, 2007) Oksida Notasi Nama Senyawa Persen Berat
CaO
yang kecil berfungsi sebagai pengisi celah yang ada di antara agregat berukuran besar (Nawy, 1998).
Agregat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat alam dan agregat buatan (pecahan). Agregat alam dan pecahan juga dapat dibedakan berdasarkan berat, asal, diameter butir (gradasi), dan tekstur permukaan. Dari ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu agregat kasar dan agregat halus.
2.4.2.1 Agregat Halus
Agregat halus adalah agregat berupa pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami dari batu-batuan atau berupa pasir buatan yang dihasilkan oleh alat-alat pemecah batu, dan mempunyai ukuran butir terbesar 5mm atau lolos saringan no.4 dan tertahan pada saringan no.200.
Agregat halus yang digunakan pada campuran beton harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut :
a. Susunan butiran (gradasi)
Agregat halus yang digunakan harus mempunyai gradasi yang baik, karena akan mengisi ruang-ruang kosong yang tidak dapat diisi oleh material lain sehingga menghasilkan beton yang padat disamping untuk mengurangi penyusutan. Analisa saringan akan memperlihatkan jenis dari agregat halus tersebut. Melalui analisa saringan maka akan diperoleh angka Fine Modulus. Melalui Fine Modulus ini dapat digolongkan 3 jenis pasir yaitu :
Pasir Kasar : 2,9 < FM < 3,2
Pasir Halus : 2,2 < FM < 2,6
Selain itu ada juga batasan gradasi untuk agregat halus, sesuai dengan ASTM C 33 – 74 a. Batasan tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.4 berikut ini :
Tabel 2.4 Batasan gradasi untuk agregat halus (ASTM C 33 – 74a)
Ukuran Saringan ASTM Persentase berat yang lolos pada tiap saringan
9,5 mm (3/8 in) 100
4,76 mm (No. 4) 95 – 100
2,36 mm ( No.8) 80 – 100
1,19 mm (No.16) 50 – 85
0,595 mm ( No.30 ) 25 – 60
0,300 mm (No.50) 10 – 30
0,150 mm (No.100) 2 – 10
b. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 75 mikron (ayakan no. 200), tidak boleh melebihi 5 % (terhadap berat kering). Apabila kadar Lumpur melampaui 5 % maka agragat harus dicuci.
c. Kadar liat tidak boleh melebihi 1 % (terhadap berat kering)
d. Agregat halus harus bebas dari pengotoran zat organik yang akan merugikan
beton, atau kadar organik jika diuji di laboratorium tidak menghasilkan warna yang lebih tua dari standart percobaan Abrams-Harder dengan batas standarnya pada acuan No. 3.
di dalam mortar atau beton dengan semen kadar alkalinya tidak lebih dari 0,60%, atau dengan penambahan yang bahannya dapat mencegah pemuaian. f. Sifat kekal (keawetan) diuji dengan larutan garam sulfat :
• Jika dipakai Natrium-Sulfat, bagian yang hancur maksimum 10 %. • Jika dipakai Magnesium-Sulfat, bagiam yang hancur maksimum 15%.
2.4.2.2 Agregat Kasar
Agregat kasar adalah agregat dengan ukuran butir lebih besar dari 5mm. Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri dari butiran dengan ukuran yang beragam, sehingga penggunaan semen akan berkurang (minimal).
Agregat kasar yang digunakan pada campuran beton harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut :
a. Susunan butiran (gradasi)
Agregat kasar harus mempunyai susunan butiran dalam batas-batas seperti yang terlihat pada Tabel 2.5.
Tabel 2.5 Susunan besar butiran agregat kasar (ASTM, 1991)
Ukuran Lubang Ayakan (mm)
Persentase Lolos Kumulatif (%)
38,10 95 – 100
19,10 35 – 70
9,52 10 – 30
b. Agregat kasar yang digunakan untuk pembuatan beton akan mengalami basah dan lembab terus menerus atau yang akan berhubungan dengan tanah basah, tidak boleh mengandung bahan yang reaktif terhadap alkali dalam semen, yang jumlahnya cukup dapat menimbulkan pemuaian yang berlebihan di dalam mortar atau beton. Agregat yang reaktif terhadap alkali dapat dipakai untuk pembuatan beton dengan semen yang kadar alkalinya tidak lebih dari 0,06% atau dengan penambahan bahan yang dapat mencegah terjadinya pemuaian.
c. Agregat kasar harus terdiri dari butiran-butiran yang keras dan tidak berpori atau tidak akan pecah, atau hancur oleh pengaruh cuaca seperti terik matahari atau hujan.
d. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 75 mikron (ayakan no.200),
tidak boleh melebihi 1% terhadap berat kering. Apabila kadar lumpur melebihi 1% maka agregat harus dicuci.
e. Kekerasan butiran agregat diperiksa dengan bejana Rudellof dengan beban
penguji 20 ton dimana harus dipenuhi syarat berikut:
• Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5-19,1mm lebih dari 24%
berat.
• Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 19,1-30mm lebih dari 22%
berat.
f. Kekerasan butiran agregat kasar jika diperiksa dengan mesin Los Angeles,
2.4.3 Air
Air merupakan bahan yang diperlukan untuk proses reaksi kimia, dengan semen untuk pembentukan pasta semen. Air juga digunakan untuk pelumas antara butiran dalam agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Air dalam campuran beton menyebabkan terjadinya proses hidrasi dengan semen. Jumlah air yang berlebihan akan menurunkan kekuatan beton. Namun air yang terlalu sedikit akan menyebabkan proses pencampuran yang tidak merata. Air yang dipergunakan harus memenuhi syarat sebagai berikut:
1. Tidak mengandung lumpur dan benda melayang lainnya yang lebih dari 2gr/l.
2. Tidak mengandung garam atau asam yang dapat merusak beton, zat organik dan sebaginya lebih dari 15gr/l.
3. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 1gr/l. 4. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1gr/l.
Air yang mengandung kotoran yang cukup banyak akan mengganggu proses pengerasan atau ketahanan beton. Menurut Nugraha dan Antoni (2007), kotoran secara umum dapat 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.
merusak warna permukaan beton. Besi dan zat organis dalam air umumnya sebagai penyebab utama pengotoran atau perubahan warna, terutama jika perawatan cukup lama.
Sumber air pada penelitian ini adalah jaringan PDAM Tirtanadi yang terdapat di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
2.4.4 Bahan Tambahan
Bahan tambah (admixture) adalah bahan-bahan pembentuk beton (semen, air, dan agregat) yang digunakan untuk memperbaiki dan menambah sifat beton. Fungsi dari bahan ini adalah untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya.
Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan karakteristik dari beton misalnya untuk dapat dengan mudah dikerjakan, mempercepat pengerasan, menambah kuat tekan, penghematan, atau untuk tujuan lain seperti penghematan energi. Bahan tambah biasanya diberikan dalam jumlah yang relatif sedikit, dan harus dengan pengawasan yang ketat agar tidak berlebihan yang justru akan dapat memperburuk sifat beton.
Untuk memudahkan pengenalan dan pemilihan admixture, perlu diketahui terlebih dahulu kategori dan penggolongannya, yaitu :
1. Air entraining Agent, yaitu bahan tambah yang ditujukan untuk membentuk gelembung-gelembung udara berdiameter 1mm atau lebih kecil didalam beton atau mortar selama pencampuran, dengan maksud mempermudah pengerjaan beton pada saat pengecoran dan menambah ketahanan awal pada beton.
2. Chemical admixture, yaitu bahan tambah cairan kimia yang ditambahkan untuk mengendalikan waktu pengerasan (memperlambat atau mempercepat), mereduksi kebutuhan air, menambah kemudahan pengerjaan beton, meningkatkan nilai slump dan sebagainya.
3. Mineral admixture (bahan tambah mineral), merupakan bahan tambah
yang dimaksudkan untuk memperbaiki kinerja beton. Pada saat ini, bahan tambah mineral ini lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja tekan beton, sehingga bahan ini cenderung bersifat penyemenan. Keuntunganannya antara lain: memperbaiki kinerja workability, mempertinggi kuat tekan dan keawetan beton, mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton. Beberapa bahan tambah mineral ini adalah pozzolan, fly ash, slang, dan silica fume.
4. Miscellanous admixture (bahan tambah lain), yaitu bahan tambah yang
2.4.4.1 Alasan Penggunaan Bahan Tambahan
Penggunaan bahan tambahan harus didasarkan pada alasan-alasan yang tepat misalnya untuk memperbaiki sifat-sifat tertentu pada beton. Pencapaian kekuatan awal yang tinggi, kemudahan pekerjaan, menghemat harga beton, memperpanjang waktu pengerasan dan pengikatan, mencegah retak dan lain sebagainya. Para pemakai harus menyadari hasil yang diperoleh tidak akan sesuai dengan yang diharapkan pada kondisi pembuatan beton dan bahan yang kurang baik.
Keuntungan penggunaan bahan tambah pada sifat beton, antara lain : a. Pada Beton Segar (fresh concrete)
• Memperkecil faktor air semen
• Mengurangi penggunaan air.
• Mengurangi penggunaan semen. • Memudahkan dalam pengecoran.
• Memudahkan finishing.
b. Pada Beton Keras (hardened concrete) • Meningkatkan mutu beton
• Kedap terhadap air (low permeability).
• Meningkatkan ketahanan beton (durability). • Berat jenis beton meningkat
2.4.4.2 Perhatian Penting dalam Penggunaan Bahan Tambahan
tentang interaksi antara bahan tambahan dengan beton. Untuk mengurangi dan mencegah hal yang tidak terduga dalam penggunaan bahan tambah tersebut, maka penggunaan bahan tambah dalam sebuah campuran beton harus dikonfirmasikan dengan standar yang berlaku dan yang terpenting adalah memperhatikan dan mengikuti petunjuk dalam manualnya jika menggunakan bahan “paten” yang diperdagangkan.
a. Mempergunakan bahan tambahan sesuai dengan spesifikasi ASTM
(American Society for Testing and Materials) dan ACI (American Concrete International).
Parameter yang ditinjau adalah :
• Pengaruh pentingnya bahan tambahan pada penampilan beton.
• Pengaruh samping (side effect) yang diakibatkan oleh bahan
tambahan. Banyak bahan tambahan mengubah lebih dari satu sifat beton, sehingga kadang-kadang merugikan.
• Sifat-sifat fisik bahan tambahan.
• Konsentrasi dari komposisi bahan yang aktif, yaitu ada tidaknya
komposisi bahan yang merusak seperti klorida, sulfat, sulfide, phosfat, juga nitrat dan amoniak dalam bahan tambahan.
• Bahaya yang terjadi terhadap pemakai bahan tambahan.
• Kondisi penyimpanan dan batas umur kelayakan bahan tambahan.
• Persiapan dan prosedur pencampuran bahan tambahan pada beton
segar.
• Jumlah dosis bahan tambahan yang dianjurkan tergantung dari
• Efek bahan tambah sangat nyata untuk mengubah karakteristik beton
misalnya FAS, tipe dan gradasi agregat, tipe dan lama pengadukan. b. Mengikuti petunjuk yang berhubungan dengan dosis pada brosur dan
melakukan pengujian untuk mengontrol pengaruh yang didapat.
Biasanya percampuran bahan tambahan dilakukan pada saat percampuran beton. Karena kompleksnya sifat bahan tambahan beton terhadap beton, maka interaksi pengaruh bahan tambahan pada beton, khususnya interaksi pengaruh bahan tambahan pada semen sulit diprediksi. Sehingga diperlukan percobaan pendahuluan untuk menentukan pengaruhnya terhadap beton secara keseluruhan.
2.4.4.3 Jenis Bahan Mineral Pembantu
1. Kerak Tanur Tinggi (Ground Granulated Blast Furnace)
Blast furnace slag adalah kerak (slag), bahan sisa dari pengecoran besi (pig iron), dimana prosesnya memakai dapur (furnace) yang bahan bakarnya dari udara yang ditiupkan (blast). Material penyusun slag adalah kapur, silika dan alumina yang bereaksi pada temperatur 1600°C dan berbentuk cairan.
2. Uap Silika (Silica Fume)
sebagai pengganti sebagian semen, meskipun tidak ekonimis. Kedua sebagai bahan tambahan untuk memperbaiki sifat beton, baik beton segar maupun beton keras. Untuk beton normal dengan kadar semen di atas 250 kg/m³, kebutuhan air bertambah dengan ditambahnya SF. Campuran lebih kohesif.
3. Abu Terbang (Fly Ash)
Fly ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran batu bara, yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa semburan asap, yang telah digunakan sebagai bahan campuran pada beton. Abu terbang sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silika 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. Di karenakan fly ash merupakan bahan pozzolanic yang mampu bereaksi secara kimia dengan kapur bebas.
2.4.4.4 Jenis Bahan Tambah Lainnya
1. Abu Kulit Gabah (Rice Husk Ash)
Di penggilingan padi selalu menghasilkan kulit gabah yang banyak, yang kemudian akan menjadi limbah. Kulit gabah terdiri dari 75% bahan mudah terbakar dan 25% berat akan berubah menjadi abu. Abu ini dikenal dengan dengan Rice Husk Ash (RHA) yang mempunyai kandungan silika reaktif sekitar 85 – 90%. Untuk membuat abu kulit gabah menjadi silika reaktif yang dapat digunakan sebagai material pozzolan dalam beton maka diperlukan kontrol pembakaran yang baik. RHA sebagai bahan tambahan dapat digunakan dengan mencampurkannya pada semen atau hanya memakai air kapur sebagai campuran untuk mendapatka beton dengan kuat tekan rendah.
2. Abu Serabut Kelapa
Indonesia merupakan negara agraris yang memiliki hasil pangan berlimpah menjadikan kaya akan sumber daya alam. Tanaman yang umumnya ditanam adalah padi, jagung, tebu, kelapa, dan lain-lain. Kelapa (Cocos nucifera) adalah anggota tunggal dalamCocos dari suku aren-arenan at Kelapa merupakan tumbuhan serbaguna karena hampir semua bagian dari tumbuhan ini dapat dimanfaatkan. Kelapa juga adalah sebutan untuk dihasilkan tumbuhan ini. Kelapa terdiri dari 4 bagian, yaitu:
1. Akar
kelapa pun bisa dimanfaatkan sebagai obat, dalam ukuran dan takaran tertentu.
2. Batang
Batang kelapa tua dapat dijadikan bahan bangunan, mebel, jembatan darurat, kerangka perahu dan kayu bakar. Batang yang benar-benar tua dan kering sangat tahan terhadap sengatan rayap. Kayu dari pohon kelapa yang dijadikan mebel dapat diserut sampai permukaannya licin dengan tekstur yang menarik.
3. Daun
Daun kelapa sering digunakan untuk hiasan atau janur, sarang ketupat dan juga atap rumah. Tulang daun atau lidi dijadikan barang anyaman, sapu lidi dan tusuk daging (sate).
4. Buah kelapa
Buah kelapa terdiri dari kulit luar, sabut, tempurung, kulit daging (testa), daging buah, air kelapa dan lembaga.
• Kulit luar
Kulit luar merupakan lapisan tipis (0,14mm) yang mempunyai permukaan licin dengan warna bervariasi dari hijau, kuning sampai jingga, tergantung kepada kematangan buah. Jika tidak ada goresan dan robek, kulit luar kedap air.
• Serabut kelapa
adalah bagian yang berharga dari serabut. Setiap butir kelapa mengandung serat 525gr (75% dari serabut), dan gabus 175gr (25% dari serabut). Serabut yang telah dibuang gabusnya dapat dipakai untuk melapisi jok dan kursi serta bahan pembuatan tali. Serabut kelapapun dapat digunakan sebagai penggosok cuci piring atau spons. Serabut kelapa juga bisa digunakan sebagai bahan bakar sert
• Tempurung
Tempurung merupakan lapisan keras yang terdiri dari lignin, selulosa, metoksil dan berbagai mineral. Kandungan bahan-bahan tersebut beragam sesuai dengan jenis kelapanya. Struktur yang keras disebabkan oleh silikat (SiO2) yang cukup tinggi kadarnya pada tempurung. Berat tempurung sekitar 15-19% dari berat keseluruhan buah kelapa. Tempurung kelapa dapat dibakar langsung sebagai kayu bakar, atau diolah menjadi arang. Arang batok kelapa dapat digunakan sebagai kayu bakar biasa atau diolah menjadi arang aktif yang diperlukan oleh berbagai industri pengolahan.
• Kulit daging buah
Kulit daging buah adalah lapisan tipis coklat pada bagian terluar daging buah.
• Daging buah
merupakan bahan sumber minyak nabati (kandungan minyak 35%). Daging kelapa merupakan bagian yang paling penting dari komoditi asal pohon kelapa. Daging kelapa yang cukup tua, diolah menjadi kelapa parut, santan, kopra, dan minyak goreng. Sedang daging kelapa muda dapat dijadikan campuran minuman cocktail dan dijadikan selai. • Air kelapa
Air kelapa mengandung sedikit karbohidrat, protein, lemak dan beberapa mineral. Kandungan zat gizi ini tergantung kepada umur buah. Air kelapa dapat digunakan sebagai media pertumbuhan mikroba, misalnya Acetobacter xylinum untuk produksi nata de coco.
Gambar 2.11 Serabut kelapa dari kelapa yang sudah tua
Gambar 2.12 Pembakaran serabut kelapa
Hasil penelitian silika oksida yang terdapat pada abu serabut kelapa (ASK) dapat bersifat reaktif (amorphous) yang memungkinkan SiO2 bereaksi secara kimia dengan Ca(OH)2 atau kapur bebas hasil reaksi hidrasi semen dengan air.
Seiring dengan semakin meningkatnya pemakaian bahan-bahan tambah (additive) untuk beton, maka teknologi sederhana ini dapat dijadikan sebagai alternatif yang murah dan tepat guna. Pemanfaatan limbah untuk bahan konstruksi disamping akan memberikan penyelesaian permasalahan terhadap lingkungan juga akan meningkatkan mutu bahan konstruksi. Satu hal yang merupakan nilai tambah, nilai guna limbah, serta menciptakan lapangan pekerjaan dan mengurangi dampak negatif. Pengolahan abu sabut kelapa sangat mudah. Cukup dibakar dengan panas tertentu hingga membantuk abu–abu lalu disaring hingga mendapatkan abu yang benar benar halus.
dapat mengeras (sementasi). Sama halnya seperti fly ash (batu bara) yang merupakan pozolanik yang memiliki senyawa kimia aluminosilikat dan senyawa lainnya, abu terbang dapat digunakan sebagai bahan campuran semen untuk menghasilkan beton.
Tabel 2.6 Kandungan senyawa abu serabut kelapa (Alexander, 2011) dan semen (Nugraha dan Antoni, 2007)
Unsur Persentase
ASK Semen
SiO2 42,98 22
Al2O3 2,26 6
Fe2O3 1,66 2,5
Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa, abu serabut kelapa memiliki beberapa senyawa yang sama dengan yang terdapat pada semen.
Gambar 2.14 Diagram alir abu serabut kelapa (ASK) Mulai
Pohon Kelapa
Buah Kelapa
Serabut
Dikeringkan
Dibakar
Diayak dengan ayakan No. 200
Abu Serabut Kelapa
Adapun prosedur penelitian ini dapat dilihat pada gambar 2.15 berikut ini
Gambar 2.15 Diagram alir proses penelitian Mulai
Identifikasi Masalah
Studi Pustaka
Menentukan Subjek Penelitian
Menyiapkan bahan dan alat
Pembuatan Benda Uji Silinder
Tes Kuat Tekan
Tes Kuat Tarik Tes Waktu
Ikat Semen
Analisa Data
Hasil
Kesimpulan/Saran
