BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
Yufiter (2012) dalam jurnal yang berjudul “substitusi agregat halus beton menggunakan kapur alam dan menggunakan pasir laut pada campuran beton” memaparkan bahwa:
Keterbatasan material pasir yang terjadi di Kabupaten Sumba Barat Daya
menyebabkan digunakannya kapur alam dan pasir laut sebagai bahan
pengganti agregat halus yang secara ilmiah belum diketahui kualitasnya,
sehingga perlu dilakukan kajian tentang bahan tersebut. Tujuan penelitian ini
adalah untuk mengetahui persentase kapur alam dan pasir laut yang dapat
digunakan dan untuk mengetahui kualitas beton yang dihasilkan. Benda uji
yang digunakan adalah beton silinder (diameter 15 cm dan tinggi 30 cm).
Metode yang digunakan untuk analisa data adalah statistik deskriptif.
Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa persentase yang dapat
digunakan untuk pasir laut adalah 100% dan untuk kapur alam adalah 25%.
Hasil uji kualitas diperoleh bahwa beton yang menggunakan kapur alam
memiliki kuat tekan dan kuat tarik belah yang lebih kecil dari beton normal
dan tidak mencapai kuat tekan rencana. Sedangkan beton yang menggunakan
pasir laut menghasilkan kuat tekan dan kuat tarik belah yang lebih besar dari
B. Landasan Teori
1. Beton
Beton adalah campuran bahan-bahan agregat halus dan agregat kasar
yang berupa pasir, batu pecah, atau bahan yang lain dengan menambahkan
secukupnya bahan perekat semen dan air sebagai bahan pembantu guna
keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan beton berlangsung.
Material pembentuk beton tersebut dicampur merata dengan komposisi
tertentu menghasilkan suatu campuran yang homogen sehingga dapat
dituang dalam cetakan untuk dibentuk sesuai keinginan. (Istimawan
dipohusodo :1999).
Kualitas atau mutu dari suatu beton sangat bergantung kepada
komponen penyusun atau bahan dasar beton, bahan tambahan, cara
pembuatan dan alat yang digunakan. Mutu beton digolongkan ke dalam 3
kelas mutu, yaitu beton kelas I, beton kelas II, dan beton kelas III.
Beton kelas I : f’c=7,4 Mpa (K-100), f’c=9,8 Mpa (K125), f’c=12,2 Mpa
(K-150), digunakan untuk bukan pekerjaan struktur. Beton Kelas II :
f’c=14,5 Mpa (K-175), f’c=16,9 Mpa (K-200), f’c=19,3 Mpa (K-225), f’c=21,7 Mpa (K-250), f’c=24 Mpa (K-275) digunakankan untuk
pekerjaan struktur seperti lantai, jalan, pondasi, sloof, kolom, dll. Beton
Kelas III : f’c=28,8 Mpa (K-325), f’c=31,2 Mpa (K-350), adalah beton
khusus, misalnya untuk balok dan lantai jembatan, landasan pesawat, dan
2. Sifat-sifat beton
Pada umumnya beton terdiri dari kurang lebih 15% semen, 8% air,
3% udara, dan selebihnya agregat kasar dan agregat halus. Campuran
tersebut dsetelah mengeras mempunyai sifat yang berbeda-beda tergantung
pada cara pembuatan, perbandingan campuran, cara mencampur, cara
mengangkut, cara mencetak, cara memadatkan, cara merawat, dan
sebagainya, akan mempengaruhi sifat-sifat beton (Tjokrodimuljo, 1995).
Untuk keperluan perancangan dan pelaksanaan struktur beton, maka
pengetahuan tentang sifat-sifat beton setelah mengeras perlu diketahui,
sifat-sifat tersebut antara lain:
a. Tahan lama (Durrability)
b. Kuat tekan
c. Kuat tarik
d. Modulus elastisitas
e. Rangkak (creep)
f. Susut (shrinkage)
g. Kemampuan dikerjakan (workability)
3. Semen Portland
Semen yang digunakan untuk bahan beton adalah semen portland
atau semen portland pozzolan, yaitu berupa semen hidrolik yang berfungsi
sebagai bahan perekat beton. Dengan jenis semen tersebut diperlukan air
semen yang mengeras dan mengikat bahan penyusun beton sehingga
membentuk massa padat (Tjokrodimuljo, 1995).
Semen portland dapat dibedakan dengan semen lainnya berdasarkan
susunan kimianya maupun kehalusan butimya. Perbandingan bahan-bahan
utama penyusun semen portland adalah kapur (CaO) sekitar 60%-65%,
silika (SiO2) sekitar 20%-25%, dan oksida besi serta alumina (Fe2O3 dan
Al2O3) sekitar 7%-12%. Sifat-sifat semen portland dapat dibedakan
menjadi dua, yaitu sifat fisika dan sifat kimia. berikut ini adalah sifat-sifat
Semen Portland:
a. Kehalusan Butir
b. Kepadatan (density)
c. Konsistensi
d. Waktu Pengikatan
e. Panas Hidrasi
4. Agregat
Agregat terbagi atas agregat kasar dan agregat halus. Agregat halus
umumnya terdiri dari pasir atau partikel-partikel yang lewat saringan #4
atau 5mm. sedangkan agregat kasar tidak dapat melewati saringan tersebut
atau diameter butir lebih dari 5mm (Dipohusodo : 1999).
a. agregat halus
Agregat halus untuk beton dapat berupa pasir alam sebagai hasil
oleh alat-alat pemecah batu. Adapun syarat-syarat dari agregat halus yang
digunakan menurut PBI 1971, antara lain :
1) Pasir terdiri dari butir- butir tajam dan keras. Bersifat kekal artinya
tidak mudah lapuk oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan
hujan
2) Tidak mengandung lumpur lebih dari 5%. Lumpur adalah bagian-
bagian yang bisa melewati ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur
lebih dari 5%, maka harus dicuci. Khususnya pasir untuk bahan
pembuat beton.
3) Tidak mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak yang
dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Harder. Agregat yang
tidak memenuhi syarat percobaan ini bisa dipakai apabila kekuatan
tekan adukan agregat tersebut pada umur 7 dan 28 hari tidak kurang
dari 95% dari kekuatan adukan beton dengan agregat yangs sama tapi
dicuci dalam larutan 3% NaOH yang kemudian dicuci dengan air
hingga bersih pada umur yang sama.
b. agregat kasar
Agregat kasar dapat berupa kerikil hasil desintergrasi alami dari
batuan-batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari pemecahan batu
dengan besar butir lebih dari 5 mm. Kerikil, dalam penggunaannya harus
memenuhi syarat- syarat sebagai berikut:
1) Butir-butir keras yang tidak berpori serta bersifat kekal yang artinya
2) Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1%, apabila melebihi maka
harus dicuci lebih dahulu sebelum menggunakannya.
3) Tidak boleh mengandung zat yang dapat merusak batuan seperti zat – zat yang reaktif terhadap alkali. 4) Agregat kasar yang berbutir pipih
hanya dapat digunakan apabila jumlahnya tidak melebihi 20% dari
berat keseluruhan.
5. Air
Air yang digunakan untuk membuat beton harus bersih, tidak boleh
mengandung minyak, asam, alkali, garam, zat organik atau bahan-bahan
lain yang bersifat merusak beton beton dan baja tulangan. Nilai banding
berat air dan semen untuk suatu adukan beton disebut factor air semen
(fas). Agar terjadi proses hidrasi yang sempurna dalam adukan beton, pada
umumnya dipakai nilai factor air semen 0,40-0,60 tergantung mutu beton
yang hendak dicapai (Dipohusodo : 1999).
Persyaratan air yang digunakan dalam campuran beton adalah sebagai
berikut:
a. Air tidak boleh mengandung lumpur (benda-benda melayang lain) lebih
dari 2 gram/liter.
b. Air tidak boleh mengandung garam-garam yang dapat merusak beton
(asam, zat organik dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.
c. Air tidak boleh mengandung Chlorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.
6. Pasir putih
Batu gamping atau batu kapur adalah batuan dari hasil sedimentasi
yang komposisi utamanya adalah kalsium karbonat (CaCO3). Semakin
keras dan padat jenis batu kapur ini, maka semakin cocok untuk
pembuatan beton. Batu gamping atau batu kapur sebagian besar
mengandung magnesium karbonat disamping kalsium karbonat jadi sangat
cocok untuk pembuatan beton.
Pasir putih diperoleh dari pegunungan di daerah Banjarnegara yang
didapatkan dengan cara penambangan batu gamping yang dihancurkan
hingga halus seperti pasir pada umumnya.
7. Mix design
Berdasarkan SNI 03-2834-1993 Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran
Beton Normal, mix design beton normal dapat diringkas dalam langkah-langkah seperti
dibawah ini.
a. Menentukan kuat tekan beton karakteristik yang disyaratkan (fc’) pada umur tertentu.
Tabel2.1 Notasi kuat tekan beton
Notasi Bentuk benda uji Ukuran Umur
K Kubus 15x15x15 cm 28 hari
f’c Silinder D 15 cm, tinggi 30 cm 28 hari
Sumber: SNI 03-2834-1993
Jika umur beton yang dikehendaki saat diuji belum mencapai 28 hari maka
Tabel 2.2 konversi umur uji kuat tekan beton
Umur Perbandingan kuat tekan beton
3 0.46
7 0.7
14 0.88
21 0.96
28 1
Sumber : SNI 03-2834-1993
b. Menetapkan Deviasi Standar (SD)
Deviasi standar ditetapkan berdasarkan tingkat mutu pengendalian
pelaksanaan pencampuran beton. semakin baik mutu pelaksanaan maka
nilai deviasi standar semakin kecil
Tabel 2.3 nilai deviasi standar untuk berbagai tingkat pengendalian
Tingkat pengendalian mutu pekerjaan SD (Mpa)
Memuaskan 2,8
Sangat baik 3,5
Baik 4,2
Cukup 5,6
Jelek 7,0
Tanpa kendali 8,4
Sumber : (Tjokrodimuljo, 1995).
Bila suatu produksi beton hanya memiliki data hasil uji yang memenuhi
syarat sebanyak 15-29 hasil uji yang berurutan, maka nilai deviasi standar adalah
perkalian deviasi standar yang dihitung dari data hasil uji tersebut
Tabel 2.4 faktor pengali deviasi standar
Jumlah data 30 25 20 15 <15
faktor pengali 1 1.03 1.08 1.16 -
Sumber : (Tjokrodimuljo, 1995).
c. Menghitung nilai tambah (M)
Keterangan:
M = nilai tambah (Mpa)
SD = deviasi standar (Mpa)
k = tetapan statistik yang nilainya tergantung pada presentase hasil uji
yang lebih rendah dari f’c. Dalam hal ini diambil 5%, sehingga nilai k = 1.64.
d. Menetapkan kuat tekan rata-rata (f’cr) f’cr = f’c + M
f’cr = Kuat tekan rata-rata, (Mpa)
f'c = Kuat tekan yang disyaratkan, (Mpa)
M = Nilai tambah, (Mpa)
e. Penetapan jenis semen portland
Menurut SNI 15-2049-2004 di indonesia semen portland dibedakan
menjadi 5jenis yaitu tipe I,II,III,IV,V. Jenis I merupakan jenis semen
f. Penetapan jenis agregat
Jenis agregat kasar dan agregat halus ditetapkan, apakah berupa alami atau
batu pecah.
g. Penetapan faktor air semen
Penetapan faktor air semen maksimum faktor air semen maksimum harus
memenuhi SNI 03-1915-1992 tentang Spesifikasi Beton Tanah Sulfat dan
SNI 03-2914-1994 tentang Spesifikasi Beton Bertulang Kedap Air.
Tabel 2.5 kuat tekan beton (Mpa) dengan faktor air semen 0,5
Jenis semen Jenis Agregat Kasar Umur 3 hari Umur 7 hari Umur 28 hari Umur 91 hari I,II,III III Alami Pecah Alami Pecah 17 19 21 25 23 27 28 33 33 37 38 44 40 45 44 48
Sumber : (Tjokrodimuljo, 1995).
Gambar 2.2 penetapan f.a.s berdasarkan jenis semen, jenis agregat, dan kuat tekan rata-rata
Tabel 2.6 persyaratan f.a.s maksimum untuk berbagai pembetonan dan lingkungan khusus
Jenis pembetonan f.a.s max
1. Keadaan keliling non korosif 0,6
2. Keadaan keliling non korosif oleh kondensasi 0,52
3. Tidak terlindung dari hujan dan panas 0,55
4. Terlindung dari hujan dan panas 0,6
5. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti 0,55
h. Penetapan nilai slump
Penetapan nilai slump dilakukan dengan memperhatikan pelaksanaan
pembuatan, pengangkutan, penuangan, pemadatan maupun jenis
strukturnya.
Tabel 2.7 penetapan nilai slump
Pemakaian beton Maks Min
Dinding, plat pondasi, dan pondasi telapak bertulang 12,5 5
Pondasi telapak tidak bertulang, kaison, struktur bawah tanah
9 2,5
Plat, balok, kolom, dan dinding 15 7,5
Pengerasan jalan 7,5 5
Pembetonan masal 7,5 2,5
Sumber : (Tjokrodimuljo, 1995).
i. Penetapan besarnya butir agregat maksimum
Besar Butir Agregat Maksimum tidak boleh melebihi
1) Seperlima jarak terkecil antara bidang-bidang samping dari cetakan.
2) Sepertiga dari tebal pelat.
3) Tiga perempat dari jarak bersih minimum di antara batang-batang atau
berkas-berkas tulangan.
j. Penetapan jumlah air tiap 1 m3 beton, berdasarkan ukuran agregat, jenis
Tabel 2.8 perkiraan kebutuhan air tiap m3
Ukuran maks kerikil (mm)
Jenis batuan Slump (mm)
0-10 10-30 30-60 60-80
10 Alami 150 180 205 225
Pecah 180 205 230 250
20 Alami 135 160 180 195
Pecah 170 190 210 255
40 Alami 115 140 160 175
Pecah 155 175 190 205
Sumber : (Tjokrodimuljo, 1995).
Dari tabel apabila agregat halus dan agregat kasar dari jenis yang berbeda
maka jumlah air yang diperkirakan dengan rumus
A = 0,67 Ah + 0,33 Ak
Dimana
A = jumlah air yang dibutuhkan (liter/m3)
Ah = jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat halusnya (liter)
Ak = jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat kasarnya (liter)
k. Hitung berat semen yang diperlukan
Berat semen per m3 beton dihitung dengan membagi jumlah air (dari
l. Kebutuhan semen minimum
Tabel 2.9 kebutuhan semen minimum
Jenis pembetonan Semen min
1. Keadaan keliling non korosif 275
2. Keadaan keliling non korosif oleh kondensasi 325
3. Tidak terlindung dari hujan dan panas 325
4. Terlindung dari hujan dan panas 275
5. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti 325
Sumber : (Tjokrodimuljo, 1995).
m. Penyesuaian kebutuhan semen
Apabila kebutuhan semen yang diperoleh dari no 10 ternyata lebih sedikit
dari kebutuhan minimum no 11 maka kebutuhan semen harus dipakai yang
minimum nilainya lebih besar.
n. Penyesuaian jumlah air atau f.a.s
Jika semen ada perubahan akibat langkah 12 maka nilai f.a.s berubah.
o. Penentuan daerah gradasi agregat halus
Berdasarkan gradasinya (hasil analisis ayakan) agregat halus yang akan
dipakai diklasifikasikan menjadi 4 daerah. Penentuan daerah gradasi
Tabel 2.10 batas gradasi pasir
Lubang ayakan (mm)
Persen butir yang lewat ayakan
1 2 3 4
10 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 100 90-100 60-95 30-70 15-34 5-20 0-10 100 90-100 75-100 55-90 35-59 8-30 0-10 100 90-100 85-100 75-100 60-79 12-40 0-10 100 95-100 95-100 90-100 80-100 15-50 0-15
Sumber : (Tjokrodimuljo, 1995).
p. Perbandingan agregat halus dan agregat kasar
Nilai banding antara berat agregat halus dan agregat kasar diperlukan
untuk memperoleh gradasi agregat campuran yang baik.
q. Berat jenis agregat campuran
Berat jenis agregat campuran dapat dihitung dengan rumus
Bj campuran =
+
Dengan
Bj campuran = berat jenis agregat campuran kg/m3
Bj agr halus = berat jenis agregat halus kg/m3
Bj agr kasar = berat jenis agregat kasar kg/m3
P = persentase agregat halus terhadap agregat kasar (%)
K = persentase agregat kasar terhadap agregat halus (%)
r. Penentuan berat beton
Untuk menentukan berat beton dapat digunakan data berat jenis campuran
dan kebutuhan air tiap m3, setelah itu kemudian data dimasukan dalam
grafik berikut
s. Menentukan kebutuhan pasir dan kerikil
Berat pasir + berat kerikil = berat beton – kebutuhan air – kebutuhan semen
t. Menentukan kebutuhan pasir
Kebutuhan pasir = kebutuhan pasir dan kerikil x % berat pasir
u. Menentukan kebutuhan kerikil
Kebutuhan kerikil = kebutuhan pasir dan kerikil – kebutuhan pasir
8. Kuat tekan beton
Beton yang baik adalah beton yang mempunyai kuat tekan yang tinggi,
kuat tarik tinggi, kuat lekat tinggi, susut kecil, tahan atas pengaruh cuaca,
tahan terhadap zat kimia dan mempunyai elastisitas tinggi, maka sifat-sifat
beton yang lain cenderung baik sehingga perencanaan campuran dengan
target utama yang dicapai adalah kuat tekan beton yang tinggi.
Berdasarkan Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI, 1979),
besarnya kuat tekan beton dapat dihitung dengan rumus f’c = P/A (untuk sampel beton berbentuk silinder).
Keterangan:
f’c = kuat tekan beton (Mpa)
P = beban tekan maksimum (N)
