BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Batu Bata merupakan salah satu material sebagai bahan pembuat dinding. Kira-kira dimulai pada 8000 SM di Mesopotamia, manusia pertama kali menemukan bahwa t a n a h l i a t d a p a t d i b e n t u k d a n d i j e m u r u n t u k m e n g h a s i l k a n b a h a n b a n g u n a n . B a t u b a t a j e n i s i n i b a n y a k d i g u n a k a n d i d a e r a h T i m u r T e n g a h , A f r i k a U t a r a , A m e r i k a T e n g a h d a n A m e r i k a U t a r a .
Lumpur tebal dan tanah liat dari sungai Tigris dan Efrat sangat cocok untuk pembuatan bata, yang kemudian menjadi bahan bangunan yang urnum pada peradaban Babylonia di lembah sungai tersebut. Kerajaan dan kuil di bangun dari bata jemur, dan permukaannya menggunakan bata berlapis/kilap. Penggalian akhir-akhir ini di Mesir, menunjukkan bahwa pada masa Mesir kuno telah digunakan bata yang dijemur dan yang dibakar menggunakan tungku untuk pembangunan rumah dan tempat suci.Orang Roma juga menyebarluaskan penggunaan bata, antara lain pembuatan bata masuk ke Inggris setelah serangan Roma pada 54 SM, seperti untuk pembangunan Kastil Colchester yang dibangun dari 1080 bata bekas. Sekarang kastil ini dipakai sebagai museum sejarah. Bata Roma memiliki ketebalan yang sangat tipis dibanding dengan
panjangnya,di mana bata-bata tersebut diletakkan di atas lapisan mortar yang tebal.
Setelah kejatuhan/runtuhnya Roma pada 410 M, maka seni membuat bata tersebut hilang diseluruh Eropa hingga awal dari abad ke 14. Industri bata kembali marak setelah Flemish masuk ke Inggris pada abad tersebut dan kemudian, keahlian ini masuk ke Australia bersama Pembuangan Pertama (The First Fleet).
Bangunan-bangunan bata yang pertama di benua Amerika Utara di bangun pada tahun 1633 di Pulau Manhattan dengan menggunakan bata-bata yang diimpor dari Belanda dan Inggris (sumber : www.wikipedia.com).
Namun seiring dengan perkembangan teknologi, penggunaan batu bata ini mulai digantikan oleh bata beton ringan. Hal ini dikarenakan proses pembuatan batu bata merah sangat merusak lingkungan. Adapun syarat kuat tekan batu bata merah untuk kelas 25 menurut SNI 15-2094-2000 adalah sebesar 25 kg/cm2 atau 2.5 N/mm2.
Perkembangan dunia konstruksi Indonesia tidak pernah terlepas dari penggunaan beton sebagai material perkuatan struktur. Menurut (Abdullah Yudith, 2008) berdasarkan beratnya, beton diklarifikasikan menjadi 3 jenis yaitu :
a. Normal-weight concrete yaitu beton dengan massa jenis sekitar 2400 kg/m3.
b. Light-weight concrete yaitu beton dengan massa jenis kurang dari 1800 kg/m3.
c. Heavy-weight concrete yaitu beton dengan massa jenis lebih dari 3200 kg/m3.
Aplikasi penggunaan normal-weight concrete biasanya sebagai bahan bangunan rumah atau gedung. light-weight concrete umumnya dipergunakan sebagai dinding ataupun atap bangunan gedung. heavy-weight concrete biasanya dipergunakan untuk pembangunan struktur bangunan tinggi, jembatan atau flyover.
Pembuatan beton ringan dengan agregat dimulai sejak munculnya agregat ringan yang dibuat dari proses pembakaran clays pada tahun 1917 oleh S.J Hayde. Pemakaian beton ringan pertama kali diperkenalkan oleh Amerika pada perang dunia I (1917) oleh Perusahaan Emergency Fleet Building untuk konstruksi kapal dan perahu dengan beton ringan bertulang berkekuatan 34,47 MPa dengan massa jenis berkisar 1760 kg/m3.
Kemudian Joseph Hebel di Jerman pada tahun 1943. melalui produk Hebel, beton ringan pun mendapat julukan “Aerated Lightweight Concrete (ALC)”. Material ini terbuat dari adonan kapur, pasir, silika, semen, air berikut bahan pengembangan yang dicampur dalam proses “Steam Curing” yakni sintesa kimiawi gas hidrogen yang menciptakan pori-pori kecil pada cetakan adonan beton ringan. Meski berbasis beton, namun justru memiliki berat jenis lebih ringan ketimbang material baja, beton bertulang, batu bata, batako bahkan kayu. Bila beton ringan digunakan sebagai elemen non struktur seperti dinding, partisi maka beban yang diterima elemen dtruktural seperti plat, justru dapat mengurangi massa total struktur yang menyebabkan beban menjadi lebih kecil sehingga desain akan menjadi lebih rigan. Selain
itu material ini juga memiliki karakter sebagai isolator kebisingan maupun panas yang baik sehingga tidak mudah terbakar sampai lebih dari 3 jam (sumber : www.wikipedia.com).
Menurut (Tiurma Simbolon , 2009) ada beberapa cara untuk memproduksi beton ringan tetapi semuanya hanya bergantung pada rongga udara dalam agregat atau pembuatan rongga udara dalam beton. Berikut adalah beberapa cara pembuatan beton ringan.
1. Beton ringan dengan batuan berongga atau agregat ringan yang digunakan sebagai pengganti agregat kasar. Berdasarkan tingkat kepadatan dan kekuatan beton yang dihasilkan dan berdasarkan jenis agregat ringan yang dipakai, beton ringan dapat dibagi menjadi 3 golongan yaitu :
a. Beton insulasi (insulating concrete)
Beton ringan dengan massa jenis berkisar 300 – 800 kg/m3 berkekuatan tekan berkisar 0,6 – 6,89 Mpa. Beton ini banyak digunakan untuk keperluan instalasi karena mempunyai konduktivitas panas yang rendah serta kemampuan untuk meredam suara.
b. Beton ringan dengan kekuatan sedang (Moderate Strength
Concrete)
Beton ringan dengan massa jenis berkisar 800 – 1440 kg/m3 dengan kuat tekan berkisar 6,89 – 17,24 Mpa. Beton ini biasanya digunakan untuk keperluan struktur ringan. Beton ini terbuat dari
agregat ringan seperti : terak, abu terbang, batu serpih dan agregat ringan alami lainnya
c. Beton Struktural (Struktural Concrete)
Beton ringan dengan massa jenis berkisar 1440 – 1850 kg/m3 dengan kuat tekan berkisar 17,24 Mpa pada saat umur beton mencapai 28 hari. Untuk mencapai kekuatan sebesar itu,beton ini menggunakan agregat kasar seperti expanded shale, clays, slate dan slag.
2. Beton ringan tanpa pasir (No fines concrete)
Beton ini tidak menggunakan pasir sehingga mempunyai jumlah pori-pori yang banyak. Beton ini mempunyai massa jenis berkisar 880 – 1200 kg/m3 dengan kuat tekan berkisar 7 – 14 Mpa yang dipengaruhi oleh berat isi dan kadar semen. Pemakaian beton ini sangat baik untuk instalasi struktur.
3. Beton ringan yang diperoleh dengan memasukkan udara ke dalam beton atau mortar (beton aerasi) atau Aerated Lightweight Concrete (ALC)
Beton ini mempunyai massa jenis berkisar 200 – 1440 kg/m3 dan biasanya digunakan untuk keperluan insulasi. Dengan menambahkan
foaming agent maka volume adukan beton akan mengembang secara
otomatis sehingga lebih ekonomis.
Menurut SNI 03-0348-1989 bata beton adalah suatu jenis unsur bangunan berbentuk bata yang dibuat dari bahan utama semen portland, air, dan agregat yang dipergunakan untuk pasangan dinding. Bata beton ringan adalah bata
yang terbuat dari campuran semen, pasir kuarsa , foaming agent sebagai bahan pengembang secara kimiawi, kapur, air, dan dapat dikategorikan sebagai beton aerasi.
a. Semen Portland
Menurut (Paul Nugraha dan Antoni , 2007) semen Portland adalah material yang mengandung paling tidak 75 % kalsium silikat, dan sisanya tidak kurang dari 5 % Aluminium silikat, Aluminium feri silikat dan Magnesium Oksida. Pada tabel 1.1 ditunjukkan komposisi kimia komponen yang ada di dalam semen portland.
Tabel 1.1 Komposisi Utama Semen Portland (Paul Nugraha, Antoni ,2007)
Nama Kimia Rumus Kimia Singkatan %
berat
Tricalcium silikate 3CaO.SiO2 C3S 50
Dicalcium silikate 2CaO.SiO2 C2S 25
Tricalcium Aluminate 3CaO.Al2O3 C3A 12
Tetracalcium Alumminoferrite 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 8
Gysum CaSO4.H2O CSH2 3
Untuk menghasilkan semen jenis ini bahan berkapur dan lempung dibakar hingga meleleh sebagian untuk membentuk klinker yang kemudian dihancurkan, digerus, dan ditambah dengan jumlah gips yang sesuai.
Ada banyak semen jenis portland dan masing-masing mempunyai sifat yang berbeda,yaitu di antaranya :
• Tipe 1, semen Portland jenis umum, yaitu jenis semen Portland untuk penggunaan dalam konstruksi beton secara umum yang tidak memerlukan sifat-sifat khusus.
• Tipe 2, semen jenis umum dengan perubahan-perubahan, yaitu jenis semen yang tahan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.
• Tipe 3, semen Portland dengan kekuatan awal tinggi. Jenis ini untuk membangun struktur bangunan yang menuntut kekuatan tinggi atau cepat mengeras.
• Tipe 4, semen Portland dengan panas hidrasi yang rendah. Jenis ini khusus untuk penggunaan panas hidrasi serendah-rendahnya.
• Tipe 5, semen Portland tahan sulfat. Jenis ini merupakan jenis khusus untuk digunakan pada bangunan yang terkena sulfat seperti di tanah, atau di air yang tinggi kadar alkalinya.
b. Pasir
Adapun pasir yang digunakan dalam pembuatan bata ringan adalah pasir yang lolos ayakan yang diameternya lebih kecil dari 5 mm. Kegunaan pasir adalah untuk mencegah keretakan pada beton apabila sudah mengering. Akan tetapi apabila jumlahnya terlalu banyak maka akan menyebabkan terjadinya perapuhan setelah kering. Hal ini disebabkan karena pasir tidak bersifat merekat tetapi hanya bersifat sebagai pengisi. Pasir yang baik adalah pasir yang berasal dari sungai dan tidak mengandung tanah lempung karena dapat mengakibatkan retak-retak.
c. Air
Air juga berperan penting dalam pembuatan bata ringan karena melunakkan campuran agar bersifat plastis. Air yang digunakan juga harus bebas dari asam dan limbah.
d. Foaming Agent
Foaming Agent pada saaat dicampur dengan kalsium hidroksida yang ada
di dalam pasir dan air akan beraksi sehingga membentuk hidrogen. Gas hidrogen ini membentuk gelembung-gelembung udara di dalam campuran beton tadi. Gelembung-gelembung udara ini menjadikan volumenya menjadi dua kali lebih besar dari volume semula. Di akhir proses pengembangan atau pembusaan, hidrogen akan terlepas ke atmosfir dan langsung digantikan oleh udara. Rongga-rongga tersebutlah yang membuat bata beton menjadi ringan. Menurut ASTM C 796 – 87 a,Table 1, Foaming Agents for Usse in Producing
Cellular Concrete Using Preformed Foam , banyaknya foaming agent yang
digunakan dalam suatu percobaan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 =(62.4 − 𝑊𝑊𝑊𝑊𝑉𝑉) 𝑥𝑥 156.62 (1000 − 𝑊𝑊𝑊𝑊𝑉𝑉)71.0
Di mana: Wuf adalah massa jenis foaming agent (kg/ m3). Wuf biasanya berkisar antara
32 sampai 64 kg/m3.
Vfa adalah volume foaming agent yang diperlukan (m3). Biasanya Vair : Vfa berkisar 40 : 1.
Menurut (Limanto Sentosa , 2009) proses pembuatan beton ringan (AAC) adalah sebagai berikut komposisi AAC yang telah ditentukan dicampur dan selanjutnya dituang ke dalam cetakan. Reaksi yang terjadi antara foaming
agent dan material lainnya seperti semen dan kapur akan menghasilkan
buih-buih mikroskopik hidrogen (H2) dan volume beton pun akan mengembang.
Selanjutnya beton ringan tersebut dapat dimasukkan ke dalam mesin
autoclave di mana beton ringan tersebut dicuring dengan mengontrol
temperatur sebesar 374o F dan tekanan sebesar 1,82 Mpa untuk menuntaskan semua reaksi kimia yang terjadi dalam adonan beton ringan tersebut. Akan tetapi mengingat mahalnya harga mesin autoclave , tidak semua beton ringan dicuring dengan mesin tersebut. Menurut ASTM C 567 , Unit Weight of
Structural Lightweight Concrete Beton ringan juga dapat dicuring layaknya
beton biasa.
Adapun beberapa keuntungan penggunaan bata beton ringan di antaranya sebagai berikut :
a. Kedap air sehingga sangat kecil terjadinya rembesan air. b. Pemasangan lebih cepat.
c. Ringan, tahan api, dan mempunyai kekedapan suara yang baik.
Adapun beberapa kekurangan penggunaan bata beton ringan adalah sebagai berikut :
a. Perekat yang digunakan biasanya adalah semen instan.
b. Kuat tekannya terbatas sehingga tidak dianjurkan untuk perkuatan (struktural) bangunan.
1.2 Perumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui teknik pembuatan bata beton ringan.
2. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan admixture (bahan tambahan) yaitu accelerator admixture pada pembuatan bata beton ringan.
3. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan kapur pada pembuatan bata beton ringan.
4. Untuk mengetahui pengaruh curing pada pembuatan bata beton ringan.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui : a. Properties pembuatan bata beton ringan.
b. Pengaruh penambahan accelerator admixture terhadap karakteristik c. Pengaruh kadar zat kapur terhadap karakteristik bata beton ringan. d. Pengaruh curing terhadap karakteristik bata beton ringan.
1.4 Batasan Masalah
Dalam penelitian ini ada beberapa lingkup masalah yang dibatasi , yaitu karakteristik bahan yang digunakan sebagai benda uji adalah sebagai berikut :
a. F’c bata beton ringan = 2,5 Mpa b. Material yang digunakan :
1. Semen Tipe I ( Semen Biasa) 2. Pasir
3. Kapur / Limestone 4. Foaming Agent
5. SikaSet Accelator dari Sika c. W/C ratio = 0,55
d. Kubus dengan ukuran 15 cm x 15 cm x 15 cm e. Variasi Benda Uji
1. Variasi Menggunakan Kapur dengan Perawatan Perbandingan Jenis Benda Uji Banyak Sampel Lama Curing (Hari) Semen Pasir Kapur
W/C ratio 1 2 - 0.55 Kubus 5 28 1 2 2.75 0.55 Kubus 5 28 1 2 3 0.55 Kubus 5 28 0.9 2 - 0.55 Kubus 5 28 0.9 2 2.75 0.55 Kubus 5 28 0.9 2 3 0.55 Kubus 5 28
• Foaming agent yang digunakan 8.5 cc per kg semen. 2. Variasi Tanpa Kapur dengan Perawatan
Perbandingan Semen : Pasir = 1 : 2 , dengan W/C ratio sebesar 0.55 Lama Curing (Hari) Jenis Benda Uji Banyak Sampel
3 Kubus 5
7 Kubus 5
14 Kubus 5
21 Kubus 5
28 Kubus 5
3. Pengaruh Penggunaan Accelerator Admixture yaitu SikaSet Accelerator pada beton ringan, tanpa kapur, tanpa perawatan.
Perbandingan Jumlah aditif per 1 kg semen (L) Jenis Benda Uji Banyak Sampel Semen Pasir 1 2 - Kubus 5 1 2 0.11 Kubus 5 1 2 0.15 Kubus 5
• Foaming agent yang digunakan 8.5 cc per kg semen Total benda uji : Kubus sebanyak 70 (tujuh puluh) buah.
1.5 Mekanisme Pengujian Benda Uji
1. Pengujian mekanika properties material di Laboratorium Rekayasa Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
2. Pembuatan bata beton ringan di pabrikan bata beton ringan.
3. Pengujian bata beton ringan di Laboratorium Rekayasa Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara untuk pengujian :
a. Kuat tekan bata beton ringan. b. Absorpsi bata beton ringan.
