SKB TINGGI Page 1
ZAT ADIKTIF CAMPURAN BETON
BAHAN-BAHAN TAMBAHAN PEMBUAT BETON MENJADI KEDAP AIR
Beton yang direncanakan dan kemudian dipadatkan dengan baik, biasanya tahan terhadap air. Dalam hampir semua keadaaan, ketidaktahanan beton terhadap air itu disebabkan oleh kekurangan atau tidak sempurnanya struktur beton. Bahan-bahan tambahan yang dapat menahan air (Water replient additive) dapat menahan pengaruh kekuatan-kekuatan kapiler, sehingga akan mencegah menjenuhnya beton oleh air. Bahan-bahan ini berupa bahan kimia yang tahan terhadap air, seperti calsium stearat dan jenis-jenis sabun lainnya, emulsi-emulsi minyak yang kesemuanya itu mengurangi absorbsi air dari system kapiler
PENGARUH ZAT KIMIA DAN MINERAL/MATERIAL TAMBAHAN PADA CAMPURAN BETON
Secara umum material beton yang digunakan pada konstruksi terdiri atas semen, air, pasir (agregat halus) dan kerikil (agregat kasar) yang dicampur dengan perbandingan tertentu dan untuk menghasilkan kekuatan tertentu pula. Kekuatan yang diukur pun biasanya hanya kuat tekannya saja yang diuji pada standar umur 28 hari. Beton yang dibuat secara konvensional umumnya mempunyai kuat tekan antara 18 - 32 MPa. (N/mm2) dan berat 2,4 ton/m3, biasanya disebut sebagai beton norma/konvensional, sedangkan beton yang mempunyai kuat tekan di atas 35 MPa biasanya disebut dengan beton mutu tinggi.
SKB TINGGI Page 2 Selain kualitas dan gradasi agregat halus dan kasar, kualitas beton yang dibuat juga bergantung pada nilai perbandangan berat penggunaan air dengan semen, yang disebut sebagai faktor air semen (fas). Nilai fas ini juga akan mempengaruhi tingkat kemudahan pengerjaan (workability) dari beton yang dibuat.
Disamping itu, untuk keperluan tertentu terkadang campuran beton tersebut masih ditambahkan bahan tambah berupa zat-zat kimia tambahan (chemical additive) dan mineral/material tambahan. Zat kimia tambahan tersebut biasanya berupa serbuk atau cairan yang secara kimiawi langsung mempengaruhi kondisi campuran beton. Sedangkan mineral/material tambahan berupa agregat yang mempunyai karakteristik tertentu. Penambahan zat-zat kimia atau mineral tambahan ini diharapkan dapat merubah performa dan sifat-sifat campuran beton sesuai dengan kondisi dan tujuan yang diinginkan, serta dapat pula sebagai bahan pengganti sebagian dari material utama penyusun beton. Standar pemberian bahan tambahan beton ini pun sudah diatur dalam SNI S-18-1990-03 tentang Spesifikasi Bahan Tambahan pada Beton.
Berdasarkan tujuan yang diharapkan terdapat beberapa tujuan penggunaan zat kimia diantaranya yaitu:
a) Zat kimia untuk mengurangi penggunaan air pada beton (water reduction). Hal ini dimaksudkan agar diperoleh adukan dengan nilai fas yang tetap dengan kekentalan yang sama atau dengan fas tetap, tapi didapatkan adukan beton yang lebih encer. Hal ini dimaksudkan agar diperoleh kuat tekan yang lebih tinggi, dengan tidak mengurangi kekentalannya, atau diperoleh beton dengan kuat tekan yang sama, tapi adukan dibuat menjadi lebih encer agar lebih memudahkan dalam penuangan.
SKB TINGGI Page 3 b) zat kima untuk memperlambat proses ikatan campuran beton (retarder). Biasanya diperlukan untuk beton yang tidak dibuat dilokasi penuangan beton. Proses pengikatan campuran beton sekitar 1 jam. Sehingga apabila sejak beton dicampur sampai penuangan memerlukan waktu lebih dari 1 jam, maka perlu ditambahkan zat kimia ini. Zat tambahan ini diantarannya berupa gula, sucrose,
sodium gluconate, glucose, citric acid, dan tartaric acid.
c) zat kimia untuk mempercepat ikatan dan pengerasan campuran beton (accelerators). Diperlukan untuk mempercepat proses pekerjaan konstruksi beton, pencampuran beton dilakukan di tempat atau dekat dengan penuangannya. Zat tambahan yang digunakan adalah CaCl2,Ca(NO3)2 dan NaNO3. Namun demikian, lebih dianjurkan menggunakan yang nitrat, karena penggunaan khlorida dapat mempercepat terjadinya karat pada penulangan. Pada kenyataan di lapangan terkadang diperlukan kondisi kombinasi dari ketiga perilaku penambahan zat kimia tersebut yaitu untuk mengurangi penggunaan air dan memperlambat proses ikatan campuran beton, atau untuk mengurangi air dan mempercapat waktu pengikatan serta pengerasan campuran beton.
Penambahan gelembung udara pada kadar tertentu juga dapat meningkatkan performa beton pada saat proses pengerasan dari cair ke plastis. Tapi, pada setiap penambahan gelembung 1% dapat mengurangi kekuatan beton 5%, sehingga jarang disarankan penggunaannya. Zat kimia lain yang terkadang ditambahkan juga pada beton adalah pigmen, untuk memberikan warna pada beton, penghambat korosi, lem untuk ikatan dengan beton lama dan pengurang segregasi danbleeding pada proses pengerasan beton.
Sedangkan mineral pada campuran beton biasanya berupa pozzolan dan
material lain pengganti agregat, seperti agregat ringa dan berat, serat. Pozzolan merupakan bahan alami atau buatan yang mempunyai sifat pozzolanik dengan unsure silika dan aluminat yang aktif. Silika dan aluminat aktif ini akan bereaksi dengan kapur bebas, yang merupakan sisa reaksi hidrasi air dengan semen, untuk menjadi tubermorite lagi yang sama dengan hasil hidrasi air dengan
SKB TINGGI Page 4 semen sebelumnya, sehingga akan meningkatkan kuat tekan beton. Jenis
pozzolan diantaranya adalah fly ash (abu terbang) yang berasal dari produk sampingan pembangkit listrik tenaga batu bara, tras alam, gilingan terak dapur tinggi pada pembakaran dan peleburan biji besi, abu sekam padi (hulk ash), abu ampas tebu, bubuk bata merah, metakaolin dan silica fume.
Material tambahan yang digunakan disamping sebagai bahan tambah, terkadang sebagai pengganti sebaian atau seluruh agregat. Agar diperoleh beton ringan biasanya digunakan agregat ringan seperti batu apung, alwa (artificial light
weigth aggregate), serbuk/potongan kayu, serbuk stereofoam, dan sebagainya.
Untuk memperoleh beton dengan performa tarik yang meningkat ditambahkan serat-serat, seperti serat baja,serat aluminium, serat ban atau beberapa serat alami. Dan beton berat diperoleh dengan menambahkan agregat dengan berat jenis yang lebih besar dari agregat kerikil dan pasir.
AIR ENTRAINING ADMIXTURE ( AEA )
Bahan tambahan jenis air entraining menyebabkan terjadinya
gelembunggelembung udara sangat halus (berdiameter 1/100 – 2 mm) dalam beton, yang dapat memperbaiki sifat pengerjaannya (workability), oleh karena gelembung udara bersifat sebagai minyak pelumas dalam beton. Bleeding dapat dikurangi, sedangkan butiran yang besar tidak mudah terpisah dari adukannya. Hal ini menjadi sangat penting apabila beton itu harus diangkut melalui
perjalanan yang panjang. Apabila beton tidak banyak mengandung fraksi halus dalam campurannya, maka sifat pengerjaannya kurang baik, ini dapat diperbaiki dengan menggunakan air entraining agent. Pada umumnya dibutuhkan 3 – 4% udara untuk memperbaiki sifat pengerjaan beton. Overdosis akan mengurangi kekuatan tekan beton.
SKB TINGGI Page 5 BAHAN PENCEGAH KOROSI (CORROTION INHIBITOR)
Penambahan chlorida pada adukan beton menambah resiko berkaratnya tulangan dalam beton. Apabila baja tulangan itu ditempatkan dalam lingkungan dengan nilai pH = 10 – 12. yaitu biasa kita jumpai jika tulangan tertanam dalam beton, maka tidak ada bahaya korosi. Akan tetapi penambahan sejumlah kecil chlorida akan menurunkan pH dari beton sehingga timbullah lingkungan baru yang sangat korosif. Bahaya korosi dapat dikurangi dengan menggunakan bahan tambahan lain yang dibutuhkan bersama dengan calsium chlorida. Natrium benzonat dan Natrium nitrat membentuk lapisan protektif pada baja tulangan sehingga dengan demikian baj tulangan itu dapat terhindar dari korosi. Sebanyak 5 % Natrium Nitrat dapat digunakan dalam kombinasi dengan Natrium Benzonat. Hampir semua “corrosion inhibitor” adalah bahan penghambat, oleh karena itu penggunaannya harus dalam kombinasi dengan calsium chlorida.
Water Reducing Admixture - WRA (Type A, Plasticizer)
Bahan tambahan ini merupakan material organik yang larut dalam air yang dapat mengurangi jumlah air yang diperlukan untuk mencapai konsistensi tertentu tanpa mempengaruhi kadar udara atau sifat setting dari beton.
Kelompok bahan tambahan yang mengurangi penggunaan air bahan dasarnya adalah :
1. Sulphitelye
2. Albumin Compound
3. Komposisi-komposisi gula 4. Salts of hynosalphonic acids
5. Salts of hydroxy carbonxylic acids
SKB TINGGI Page 6 RETARDING ADMIXTURE - RA (TYPE B)
Retarder digunakan karena dapat memperlambat waktu pengikatan beton, sehingga beton dapat diangkut melalui jarak jauh, apabila terdapat gangguan dalam produksi dan pengecoran pada suhu tinggi. Penghambatan pengembangan kekuatan tekan pada umumnya tidak kita kehendaki. Akan tetapi pengurah kecepatan menyebarnya panas hidras adalah menguntungkan karena dapat mencegah timbulnya retak-retak pada bangunan yang sedang melaksanakan pembetonan massal. Kekuatan tekan akhir dapat sedikit bertambah apabila digunakan retarders, akan tetapi sering terjadi pengurangan kekuatan tekan akhir jika penggunaan retarders itu jauh melebihi dosis yang ditetapkan. Bahan penghambat yang terdapat di pasaran biasanya menggunakan gula sebagai bahan dasarnya. Jika menggunakan retarders jenis ini sebaiknya jangan melebihi dosis yang disyaratkan. Bilamana memakai dosis yang jauh melampaui batas maka beton yang menggunakan bahan jenis penghambat ini tidak pernah akan mengikat. Sifat-sifat lain seperti kekedapan terhadap air dan penyusutan pada umumnya tidak dipengaruhi secara negatif, jika menggunakan bahan penghambat. Bahan penghambat biasanya digunakan bila pad waktu melaksanakan pembetonan dalam cuaca panas, waktu pengikatan semen dipercepat akibat suhu tinggi. Disamping itu bahan penghambat digunakan juga ditempat pembuatan beton tua dan beton muda setelah terjadi penghentian pengecoran. Efek penghambatan seringkali digabungkan dengan ”air entraining” serta perbaikan sifat pengerjaan atau keduanya.
ACCELERATING ADMIXTURE - AA (TYPE C)
Jenis bahan tambahan ini mempercepat waktu hidrasi dari semen. Beton yang menggunakan accelarator lebih cepat mengikat serta mencapai kekuatan tekannya. Pada umumnya kita tidak memerlukan waktu pengikatan beton yang cepat. Waktu pengikatan yang cepat hanya diperlukan kalau kita perlu menutup
SKB TINGGI Page 7 bocor dalam bangunan, yang harus menahan tekanan air dalam segala arah. Jenis Ultra Rapid Accelerators seperti “water-glass” sangat menguntungkan oleh karena jenis ini menyebabkan pengikatan beton dengan segera. Dibawah ini akan dibahas beberapa macam accelarator :
a. Calsium chlorida CaCl2 bekerja sebagai katalisator dalam hoidrasi C3S dan C2S. Hal yang kurang menguntungkan apabila menggunakan CaCl2 sebagai accelerators ialah CaCl2 bahwa dapat menyebabkan berkaratnya tulangan dalam beton. Untuk mencegah hal ini beton itu harus bermutu baik, tidak berpori, dipadatkan dengan baik pula. Hal-hal yang harus diperhatikan adalah : Gunakanlah < 1,5% CaCl2 Buatlah beton yang padat serta yang dipadatkan dengan baik pula Berilah lapisan penutup beton yang cukup tebal Tidak diijinkan menggunakan CaCl2 dalam beton pratekan Dengan menggunakan 1,5% CaCl2 dalam beton akan didapat penambahan kekuatan sebesar 30% dalam 3 hari dan 20% dalam 28 hari pada suhu 70o F Pada umumnya accelerators tidak boleh digunakan dalam pembetonan masal, oleh karena dapat menyebabkan retak-retak akibat panas hidrasi yang menjalar dengan cepat.
b. Alumunium Chlorida Alumunium Chlorida merupakan accelerators yang kuat. Dengan menambahkan 1% Alumunium chlorida dalam beton, maka kekuatan tekannya pada umur satu hari dapat dinaikkan menjadi 50 – 170%.
c. Natrium Sulfat Natrium Sulfat mempercepat pengerasan semen dan tidak menyebabkan berkaratnya tulangan beton. Bahan tambahan ini dianjurkan untuk digunakan bersama (dalam kombinasi) dengan CaCl2. d. Alumunium Sulfat Dengan menggunakan jenis accelerators Alumunium Sulfat, dapat dicapai penambahan kekuatan 20 – 50% untuk beton berumur 1 hari.
WATER REDUCING AND RETARDING ADMIXTURE (TYPE D)
Bahan tambahan penghambat pengikatan adalah cairan kimia yang menghambat waktu pengikatan dari semen.
SKB TINGGI Page 8 Bahan dasar kimia dari Retarding Admixture (RA) adalah Salt of Lignosulphonic acids, salt of hydroxycarboxilic acids, low molekuler weight polysaccharides, salt of boric acid, salt of phosphoric acid. Bahan dasar kimia RA hampir sama dengan WRA, hanya dosisnya agak lebih sedikit.
Seperti pada WRA normal, bahan kimianya diserap oleh partikel semen sehingga melapisi permukaan partikel semen sehingga perubahan sifat dari lapisan beton memperlambat penetrasi kedalaman semen dan hasilnya memperlambat perkembangan reaksi hidrasid.
Pengaruh pada Sifat Beton Pengaruh dari RA tergantung dari : dosis, type semen, mix propotion, penambahan waktu pengikatan dan agregat serta gradingnya.
Kekuatan tekan awal beton berkurang dengan adanya bahan tambahan kimia retarder tersebut. Perpanjangan atau penundaan waktu pengikatan tersebut berkaitan dengan penundaan kekuatan tekan beton. Untuk umur lebih dari 3 hari kekuatan beton sama dengan campuran beton normal. Kemungkinan kekuatan beton umur 28 hari lebih besar 10% bila airnya dikurangi. Untuk beton dengan retarding admixture kekuatan beton 10% lebih tinggi pada umur 7 hari dan 5% lebih tinggi dari beton normal pada umur 28 hari.
ACCELERATING AND WATER REDUCING ADMIXTURE (TYPE E) Accelerating admixture merupakan bahan kimia organik yang larut dalam air dan meningkatkan tingkat reaksi antara semen dan air, dengan demikian percepatan pengikatan dan pengembangan kekuatan akan meningkat. Accelerating water reducing admixture juga berkaitan dengan sifat water reducing.
SUPERPLASTICIZER
Superplasticizer merupakan bahan kimia, biasanya long chain molecules, yang pada saat ditambahkan pada beton normal mengurangi air yang diperlukan
SKB TINGGI Page 9 untuk mencapai workablility yang ditentukan, atau memberi perbedaan workability yang besar dibawah workability yang ingin dicapai dengan menambahkan admixture water reducing normal.
Bahan kimia yang digunakan dalam superplasticizer : - Sulphonat melamine formaldehyde condensates - Sulphonat napthaline formaldehyde condensates - Modified lignosulphonate
