BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Beton
Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang terdiri dari bahan gabungan antara agregat kasar dan halus yang dicampur dengan air dan semen sebagai pengikat yang mempunyai persyaratan tertentu.
Beton yang baik sangat tergantung pada sifat kekuatan beton tersebut yang dapat menahan bahan-bahan yang bekerja pada beton tersebut dan juga sangat tergantung pada sifat-sifat umum yang ada pada beton, sifat-sifat beton itu antara lain :
1. Beton harus mempunyai kemampuan untuk dikerjakan atau mudah dalam pelaksanaan (workability).
2. Tahan lama (durability). 3. Sifat kedap air.
Keuntungan dan kerugian beton sebagai konstruksi : a. Keuntungan :
1. Ekonomis, bahan dasar mudah diperoleh. 2. Mampu menerima kekuatan tekan.
3. Dapat dibuat sesuai bentuk yang dikehendaki. 4. Awet, tahan terhadap temperature tinggi. 5. Pemeliharaannya lebih mudah.
b. Kerugian :
1. Kemampuan menerima kuat tarik rendah.
2. Perubahan suhu (muai/susut) menimbulkan retak-retakn ringan.
3. Mempunyai sifat rayapan (creep), perubahan bentuk berangsur-angsur akibat pembebanan.
4. Mutu yang dihasilkan tergantung pada sifat bahan dasarnya dan cara pengerjaannya.
5. Tidak dapat digunakan sebagai bahan sementara.
2.2 Klasifikasi beton
Beton terbentuk dari material-material beton, dapat diklasifikasikan dalam 2 jenis klasifikasi menurut fungsi dan masing-masing material tersebut, yaitu :
1. Bahan pengikat, yaitu berfungsi mengikat material-material yang ada dalam pembuatan beton, sehingga membentuk satu kesatuan, dalam hal ini materialnya berupa semen dan air.
2. Bahan pengisi, berfungsi mengisi diantara masing-masing material tersebut, yaitu berupa agregat kasar ( split atau screening ) dan agregat halus ( pasir ).
2.3 Semen ( Semen Portland )
Yang disebut semen hidrolik adalah suatu bahan pengikat yang mengeras jika bereaksi dengan air serta menghasilkan produk yang tahan air, seperti semen Portland, semen alumina,semen putih. Komponen utama dari semen Portland adalah batu kapur yang mengandung CaO (kapur, lime), lempung yang mengandung komponen SiO2 ( silika ), Al2O3 ( Oksida Alumina ), Fe203 ( Oksida besi ).
Bahan-bahan ini dengan pengawasan yang ketat, digiling dan dicampur menurut suatu proses tertentu.Campuran ini dipanaskan dalam oven pada suhu 1450°C sampai menjadi klinker, dipindahkan dan digiling sampai halus disertai penambahan 3 s/d 5 gips untuk mengendalikan waktu pengikatan semen supaya tidak berlangsung terlalu cepat.
1. Kehalusan Butiran.
Kehalusan butiran semen mempengaruhi waktu pengerasan pada pasta semen, lebih luas permukaan yang dapat dehidrasi, lebih banyak gel semen dapat terbentuk pada umur muda, sehingga kehalusan semen akan memberi sifat : • Kekuatan awal tinggi.
• Cepat mundurnya mutu semen jika dipengaruhi cuaca. • Reaksi kuat dengan bahan agregat reaktif.
• Retak – retak.
• Daya penyusutan tinggi. • Pengikatan yang cepat. • Mengurangi bleeding.
Oleh karenanya penggilingan ekstra halus butiran – butiran semen itu, efisiensi dalam penambahan kekuatan tekan hanya sampai pada umur 7 hari. 2. Semen Khusus
Dengan menetapkan batas – batas tertentu kombinasi kimianya, terbuka kemungkinan untuk mengubah sifat – sifat semen portland sedemikian rupa sehingga lebih cocok bagi penggunaannya dalam keadaan khusus.Ada 5 klasifikasi tipe semen, yaitu : tipe I,II,III,IV,V sesuai dengan klasifikasi yang ditentukan ASTM C 150.
Apabila semen bereaksi dengan air maka timbul panas hidrasi yang cukup banyak.Komponen C3S dan C3A menghidrasi cukup cepat, sedangkan C2S dan C4AF menghidrasi lebih lambat serta mengeluarkan panas hidrasi dengan kecepatan yang lebih rendah.
Tipe semen sesuai ASTM C-150 :
1. Tipe I : Jenis semen untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus.
2. Tipe II : Jenis semen yang digunakan untuk bangunan yang memerlukan ketahanan sulfat sedang dan panas hidrasi sedang.
3. Tipe III : Jenis semen dengan kuat awal dan panas hidrasi tinggi, digunakan untuk konstruksi yang dalam air, cuaca tinggi.
4. Tipe IV : Jenis semen dengan panas hidrasi rendah, digunakan untuk pembetonan massal.
5. Tipe V : Jenis semen dengan ketahanan sulfat tinggi. Misal : tiang pancang, bangunan daerah gambut, bangunan di tepi laut.
2.4 Pencampuran Air
Air yang dapat diterima untuk beton mutu tinggi bukan hal yangpenting jika air itu dapat diminum.Sebaliknya air harus ditest kelayakannya sesuai dengan ASTM C94.
Penggunaan air untuk beton sebaiknya memenuhi persyaratan sebagai berikut ini (Tjokrodimulyo, 2007) :
• Tidak mengandung lumpur atau benda melayang lainnya lebih dari 2 gram/liter.
• Tidak mengandung garam – garam yang dapat merusak beton ( asam, zat organik ) lebih dari 15 gram /liter.
• Tidak mengandung Klorida ( CI ) lebih dari 0.5 gram/liter.
Factor air semen adalah perbandingan berat antara air dan semen Portland didalam campuran adukanbeton.Nilai fas berkisar antara 0.4 sampai dengan 0.6. Hubungan antara faktor air semen dan kuat tekan beton secara umum dapat ditulis menurut Abrams ( dalam Tjokrodimulyo 2007 ) dengan persamaan :
F’c = A / Bx Dimana :
F’c : Kuat tekan beton (Mpa).
x : perbandingan volume antara pasir dan semen. A, B : konstanta.
2.5 Agregat Kasar ( Screening ).
Batu split adalah material bangunan yang bisa diperoleh dengan cara membelah atau memecah batu ukuran besar hingga menjadi lebih kecil. Batu split ini tidak hanya terdiri dari satu jenis saja, namun ada beberapa macam sesuai dengan ukuran maupun fungsinya.
Jenis-jenis batu split antara lain :
1. Batu boulder elephant atau disebut juga dengan batu gajah.
Batu gajah memiliki ukuran paling besar dibandingkan jenis split yang lain, berfungsi untuk menimbun rawa atau lokasi yang berada di pinggir pantai.
2. Split stone 3 – 5
Mempunyai ukuran 30 s/d 50 mm. Pada umumnya dipakai untuk pondasi pengerjaan jalan.
3. Split stone 2 – 3
Berfungsi untuk pengecoran lantai atau horizontal. 4. Split stone 1 – 2
Fungsinya adalah untuk melakukan pekerjaan cor berbagai jenis konstruksi dari yang skalanya paling ringan hingga konstruksi yang paling berat.Misalnya untuk gedung bertingkat, jalan tol, landasan pesawat terbang, pelabuhan, jembatan, tiang pancang dan lain sebagainya.
5. Screening
Screening adalah batu belah yang ukurannya 5 s/d 10 mm. Selain digunakan dalam pekerjaan pengaspalan, screening digunakan juga untuk pekerjaan kolom dengan tulangan rapat agar kolom dapat terisi dengan padat dan meminimalisir void.
6. Abu batu
Abu batu adalah batu belah yang ukurannya 0 s/d 5 mm.Abu batu lebih sering digunakan dalam pembuatan batako.
2.6 Agregat Halus ( Pasir )
Grading dan bentuk partikel agregat halus merupakan faktor yang penting dalam memproduksi beton dengan mutu tinggi.Bentuk partikel dan tekstur permukaan mempunyai pengaruh yang besar pada pencampuran air yang disyaratkan dan kekuatan tekan sebesar agregat kasar.
Banyaknya pasta yang diinginkan per unit volume dalam suatu campuran beton berkurang karena volume relatif antara agregat kasar dan agregat halus meningkat.Karena jumlah material semen yang terkandung dalam beton mutu tinggi besar, volume agregat harus cenderung tinggi.Akibatnya, volume pasir dapat dipertahankan sampai seminimum mungkin untuk mencapai workabilitas dan kompaktibilitas ( kepadatan ). Dalam hal ini memungkinkan untuk memproduksi kekuatan beton yang lebih tinggi selama kadar material semen diberikan.
Tabel 2.1 Persyaratan Gradasi Agregat Halus Diameter Ayakan ( mm ) Grading Zona 1 % yang lolos Grading Zona 2 % yang lolos Grading Zona 3 % yang lolos Grading Zona 4 % yang lolos 9.5 100 100 100 100 4.75 90-100 90-100 90-100 95-100 2.36 60-95 75-100 85-100 95-100 1.18 30-70 55-90 75-100 90-100 0.6 15-34 39-59 60-79 80-100 0.3 5-20 8-30 12-40 15-50 0.15 0-10 0-10 0-10 0-15 Sumber : SNI 03-2834-1993
2.7 Additive Kimia ( Sika Viscocrete-3115 ID )
Sika Viscocrete-3115 ID adalah generasi terbaru dari Superplasticizer untuk beton dan mortar.Secara khusus dikembangkan untuk produksi beton dengan kemudahan mengalir dan sifat mengalir yang tahan lama.
Sika Viscocrete-3115 ID memberikan pengurangan air dalam jumlah besar, kemudahan mengalir yang sangat baik dalam waktu bersamaan dengan kohesi yang optimal dan sifat beton yang memadat dengan sendirinya.
Sika Viscocrete-3115 Id digunakan untuk tipe-tipe beton sebagai berikut : a. Beton dengan kemampuan mengalir yang tinggi.
b. Beton yang memadat dengan sendirinya .
c. Beton dengan kebutuhan pengurangan air yang sangat tinggi ( hingga 30% ). d. Beton berkekuatan tinggi.
e. Beton kedap air. f. Beton pracetak.
Kombinasi pengurangan air dalam jumlah besar, kemampuan mengalir yang tinggi dan kuat awal yang tinggi menghasilkan keuntungan-keuntungan yang jelas.
Karakteristik dan kelebihan
Sika Viscocrete-3115 ID bekerja melalui penyerapan permukaan partikel-partikel semen yang menghasilkan suatu efek.
Beton yang dihasilkan dengan dengan Sika Viscocrete-3115 ID memperlihatkan sifat-sifat sebagai berikut :
a. Kemampuan mengalir yang sangat baik ( dihasilkan pada tingginya pengurangan penempatan dan usaha-usaha pemadatan ).
b. Kemampuan memadatkan sendirinya kuat. c. Pengurangan air yang sangat ekstrim. d. Mengurang penyusutan dan keretakan.
e. Meningkatkan ketahanan terhadap karbonasi pada beton. f. Meningkatkan hasil akhir.
Sika Viscocrete-3115 ID tidak mengandung klorin atau bahan-bahan lain yang dapat menyebabkan karat atau bersifat korosif terhadap tulangan baja.Sehingga cocok digunakan untuk beton dengan tulangan atau pra-tekan.
Pemakaian maksimum untuk additive Sika Viscocrete 3115-ID setiap 1 m³ beton adalah sebesar 2% dari berat semen.
2.8 Metode Pengetesan
Potensial kekuatan untuk sejumlah material yang diberikan dapat dibuat jika benda uji dibuat dan ditest dibawah persyaratan standar.
2.9 Benda Uji
Pesyaratan benda uji sebelum dilakukan pengetesan :
a. Benda uji tidak boleh ditest jika terjadi perbedaan Φ sebesar 2% pada benda uji yang sama.
b. Tidak diijinkan jika pengetesan menyimpang dari garis tegak lurus garis axis lebih dari 0,5%.
c. Permukaan benda uji harus dicapping ( ASTM C 617 ).
d. Sehari sebelum waktu test, benda uji harus diangkat dari tempat perawatan dan ditaruh ditempat yang terlindung.
2.10 Tipe Cetakan
Tipe cetakan yang digunakan mempunyai pengaruh penting pada pengukuran kekuatan tekan. Pada umumnya cetakan benda uji yang menggunakan baja
menghasilkan kekuatan yang lebih konsisten daripada yang menggunakan bahan plastik.
2.11 Capping Benda Uji
Sebelum pengetesan silinder, ujung – ujungnya dicapping terlebih dahulu untuk memberikan kekuatan transmisi yang sama dari suatu mesin tes silinder pada benda uji. Material capping yang digunakan adalah mortar sulfur ( belerang ).
2.12 Mesin Test
Mesin test yang digunakan mempunyai ketentuan umum yaitu : a. Mesin test harus mempunyai tipe yang mencukupi.
b. Mesin test harus dikalibrasi sesuai ASTM Practice E4. c. Kalibrasi dilakukan dalam interval 12 bulan.
d. Mesin ditempatkan permanen ( tidak berpindah – pindah ). e. Mesin harus dikalibrasi setelah terjadi perbaikan.
f. Rancangan mesin harus dioperasikan tenaga yang mempunyai tenaga terus menerus tanpa goncangan.
g. Posisi mesin ditempat yang luas dan memudahkan pembacaan hasil. h. Faktor kesalahan tidak boleh lebih dari 1%.
i. Sisi dari bearing block memiliki dimensi minimum 3% lebih besar dari benda uji.
j. Bila Φ bearing block bulat maka Φ harus melebihi Φ benda uji sebesar 13 mm.
2.13 Merencanakan Campuran Beton
Untuk perencanaan campuran yang digunakan adalah perhitungan mix design menurut A.C.I ( American Concrete Institute ).
Ada 3 faktor yang harus diperhatikan :
1. W/C yaitu jumlah air yang dipakai dalam adukan berbanding dengan jumlah semen ( kg ) yang dipakai.
2. Cement Agregate Ratio, yaitu perbandingan jumlah pemakaian semen dan agregat ( agregat halus dan agregat kasar ).
3. Gradasi dari agregat.
Langkah – langkah pokok perancangan campuran : 1. Penetapan Kuat Tekan Beton.
Kuat tekan beton yang disyaratkan atau yang ditetapkan dengan kuat tekan beton umur 28 hari ( fc’ ). Dalam penelitian ini kuat tekan beton umur 28 hari direncanakan adalah Fc’ 25 Mpa.
2. Penetapan Nilai Deviasi Standar
Deviasi standar ( S ) ditetapkan berdasarkan atas tingkat mutu pengendalian pelaksanaan pencampuran betonnya. Semakin baik mutu pelaksanaan semakin kecil nilai deviasi standarnya.Dalam penelitian ini deviasi standar yang digunakan 50 kg/cm² ditentukan dengan melihat volume beton yang dibuat.
Tabel 2.2 Nilai Deviasi Standar
Isi Pekerjaan Deviasi Standar (kg/cm2)
Sebutan Jumlah Beton Baik Sekali Baik Dapat Diterima
Kecil Sedang Besar < 1000 1000-3000 >3000 45 < s < 65 35 < s < 45 25 < s < 35 55 < s < 65 45 < s < 55 35 < s < 45 65 < s < 85 55 < s < 75 45 s < 65
3. Perhitungan Nilai Tambah (Margin) M
Nilai tambah dihitung berdasarkan nilai standar deviasi (Sd), maka didapat rumus sebagai berikut:
Keterangan:
M = Nilai tambah (Mpa) Nb:
K = 2.23 Jika kemungkinan gagal 1 % Sd = Standar Deviasi K = 1.96 Jika kemungkinan gagal 2.5 %
K = 1.64 Jika kemungkinan gagal 5.0 % K = Koefisien K = 1.28 Jika kemungkinan gagal 10.0 % 4. Menetapkan Kuat Desak Rata-rata yang Direncanakan
Kuat desak beton rata-rata yang hendak dicapai (direncanakan) diperoleh dari rumus :
Keterangan:
f cr = Kuat desak rata-rata dalam Mpa
fc’ = Kuat desak disyaratkan/direncanakan dalam Mpa M = Nilai tambah (margin), Mpa.
M = K x Sd
5. Penetapan Jenis Semen
Dalam penelitian ini jenis semen sudah ditetapkan yaitu semen portland merek Gresik.
6. Penetapan Jenis Agregat
Jenis agregat yang akan digunakan ditetapkan apakah akan menggunakan pasir alam dan kerikil alam, ataukah pasir alam dan batu pecah (crushed aggregate).
Untuk menentukan volume agregat kasar per satuan volume beton dari ukuran maksimum agregat kasar dan modulus kehalusan agregat halus, dapat dilihat pada tabel 2.3.
Tabel 2.3 : Volume Agregat Kasar Per Satuan Volume Beton Ukuran Maksimum
Agregat Kasar (mm)
Volume Total Agregat Kasar Per Satuan Volume Beton untuk Harga Fineness
Modulus Pasir 2.40 2.60 2.80 3.00 10 0.5 0.48 0.46 0.44 12.5 0.59 0.57 0.55 0.53 20 0.66 0.64 0.62 0.6 25 0.71 0.69 0.67 0.65 40 0.75 0.73 0.71 0.69 50 0.78 0.76 0.74 0.72 70 0.82 0.8 0.78 0.76 150 0.87 0.85 0.83 0.81
Sumber : (Modul Praktikum Teknologi Bahan Konstruksi Universitas Mercu Buana, 1998)
7. Penetapan Faktor Air Semen
Untuk menetapkan faktor air semen ditentukan hubungan antara kuat tekan beton dan faktor air semen dengan menggunakan tabel 2.4, dimana terdapat pilihan ada udara terperangkap dan tidak ada udara terperangkap dalam beton.
Tabel 2.4 : Rasio Air Semen dan Kuat Tekan Beton Kekuatan Tekan Pada
Umur 28 hari Water/Cemen Ratio Satuan Mpa Satuan kg/cm2
Untuk beton yang tak ada udara
didalamnya
Untuk beton yang ada udara didalamnya 48 487 0.33 - 41 415.9 0.41 0.32 34 344.9 0.48 0.4 28 284.1 0.57 0.48 21 213 0.68 0.59 14 142 0.82 0.74
Sumber: (Modul Praktikum Teknologi Bahan Konstruksi Unversitas Mercu Buana, 1998)
8. Susunan Butir Agregat Halus 9. Menentukan slump
Slump ditetapkan sesuai dengan kondisi pelaksanaan pekerjaan agar diperoleh beton yang mudah dituangkan, dipadatkan dan diratakan, seperti pada tabel 2.5.
Tabel 2.5 : Kebutuhan Air Pencampuran (kg/m3) dan Kandungan Udara untuk Berbagai Nilai Slump dan Ukuran Maksimum Agregat
Jenis Beton Slump (mm)
Ukuran Maksimum Agregat
10 12,5 20 25 40 50 75 mm mm mm mm Mm mm mm Tidak Ada Udara Terperangkap 25-50 205 200 185 180 160 155 140 75-100 225 215 200 190 175 170 155 150-175 240 230 210 200 185 175 170 Udara yang tersekap (%) 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 Ada Udara Terperangkap 25-50 180 175 165 160 150 140 135 75-100 200 190 180 175 160 155 150 150-175 215 205 190 180 170 165 160 Udara yang disarankan (%) 8 7 6 5 4.5 4 3.5
10. Menetapkan Ukuran Agregat Maksimum
Besar butir agregat maksimum tidak boleh melebihi :
1. Seperlima jarak terkecil antara bidang-bidang samping dari cetakan. 2. Sepertiga dari tebal plat.
3. Tiga perempat dari jarak bersih minimum diantara batang-batang tulangan.
Untuk menentukan agregat maksimum dapat dilihat pada tabel 2.6.
11. Menentukan Kadar Air Bebas atau Banyaknya Air yang Diperlukan Per Meter3 Beton.
Berdasarkan ukuran agregat maksimum agregat (batu pecah) dan slump yang di minta, dapat ditentukan perkiraan air yang dipergunakan.lihat tabel 2.6.
Tabel 2.6 Diambil dari Tabel 10,16 Buku Reverensi "Properties of Concrete" by AM Neville.
Ukuran Maksimum
Agregat
Jumlah Air Yang Diperlukan
% Udara Dalam
Jumlah Air Yang Diperlukan
(mm) (Tak ada udara
dalam beton) Beton
(Ada udara dalam beton) 10 225 3 200 12,5 215 2,5 190 20 200 2 180 25 195 2,5 175 40 175 1 160 50 170 0,5 155 70 160 0,3 150 150 140 0,2 135
Sumber : (Modul Praktikum Teknologi Bahan Konstruksi Universitas Mercu Buana, 1998)
12. Menentukan Berat Semen yang Diperlukan
13. Kadar Semen Maksimum
Jika kadar semen maksimum tidak ditetapkan, dapat diabaikan. 14. Menentukan Volume Semen yang Diperlukan
15. Menentukan Volume Agregat Kasar 16. Menentukan Volume Agregat Halus
