Jurnal Teknik Sipil UPMI. 52-60 Page 52 ANALISA PERBANDINGAN BERAT JENIS DAN KUAT TEKAN
ANTARA BETON RINGAN DAN BETON NORMAL DENGAN MUTU BETON K-200
Lukita Hery Mulyana
Dosen Tetap Program Studi Teknik Sipil Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia Medan
Email : ejurnal@upmi.ac.id
ABSTRAK
Berdasarkan DIN 4226, bagian ke dua bahwa agregat beton ringan tidak boleh larut dalam air demikian juga jika dipakai tulangan agregatnya tidak boleh memberikan efek karat terhadap tulangannya. Bahan agregat dari beton sebagai pencampur semen adalah dari sejenis material yang diolah dari tanah liat seperti Blaehton, ataupun dari Kaca dan polystrol. Selain itu, material/agregat lainnya terdapat di gunung berapi/vulkan atau dari limbah pabrik tertentu, seperti: batu apung, abu terbang, dan lainnya. Dalam hal ini penulis akan membuat beton ringan dengan menggunakan agregat kasar berupa batu apung. Penggunaan batu apung ini adalah untuk mendapatkan beton yang tergolong dalam beton ringan, yaitu beton yang mempunyai berat jenis 800 kg/m³ s/d 2000 kg/m³. Oleh karena itu, peneliti tertarik untuk melakukan penelitian dengan memilih judul “Analisa Perbandingan Berat Jenis dan Kuat Tekan Antara Beton Ringan dan Beton Normal dengan Mutu Beton K-200.
Keywords : Agregat, Gunung Berapi, Batu Apung
PENDAHULUAN
Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang telah umum digunakan untuk bangunan gedung, jembatan, jalan, dan lain-lain.Beton merupakan salah satu kesatuan yang homogen. Beton ini didapatkan dengan cara mencampur agregat halus (pasir), agregat kasar (kerikil), atau jenis ageregat lain dan air, dengan semen Portland atau semen hidrolik yang lain, kadang-kadang dengan bahan tambahan yang bersifat kimiawi ataupun fisikal pada perbandingan tertentu, sampai menjadi satu kesatuan yang homogeny. Campuran tersebut akan mengeras seperti batuan. Pengerasan terjadi karena peristiwa reaksi kimia antara semen dengan air.
Secara umum berdasarkan German Building Code DIN 1045, beton dapat diklasifikasikan dalam 3 (tiga) jenis sebagai berikut:
1. Kondisi Lingkungan (Umwelt Bedingungen) yaitu: tahan terhadap korosi, korosi terhadap tulangan dan korosi terhadap beton.
Jurnal Teknik Sipil UPMI. 52-60 Page 53 2. Beton yang sudah mengeras (Festbeton) yaitu: tahan terhadap kuat tekan dan terhadap berat
jenis.
3. Beton segar (Frishbeton) yaitu: tahan terhadap konsistensi dan terhadap jenis agregat.
Berdasarkan klasifikasi diatas beton ringan termasuk klasifikasi nomor 2 (dua) yaitu beton yang sudah mengeras, yakni terhadap berat jenis. Dengan mengacu German Building Code yaitu DIN 1045. Klasifikasi beton berdasarkan berat jenis dibedakan dengan beton normal (Normal beton), beton ringan (Leichtbeton) dan beton berat (Schwerbeton). Berat jenis beton normal adalah 2000 kg/𝑚3-2600 kg/𝑚3, dan untuk beton berat adalah > 2600 kg/𝑚3. Sedangkan Beton Ringan mempunyai berat Jenis 800 s/d 2000 kg/𝑚3.
Beton ringan adalah beton yang mempunyai berat 800 kg/𝑚3 s/d 2000 kg/𝑚3. Penggunaan beton ringan adalah untuk mengurangi berat sendiri dari struktur sehingga komponen struktur pendukungnya seperti pondasinya akan menjadi lebih hemat. Beton ringan ini pertama kali dikembangkan di Swedia pada tahun 1923 sebagai alternatif material bangunan untuk mengurangi penggundulan hutan. Beton ringan ini kemudian dikembangkan lagi oleh Joseph Hebel di Jerman di tahun 1943. Melalui produk Hebel, beton ringan pun mendapat julukan “Aerated Lightweight Concrete (ALC)”. Hasilnya, beton ringan aerasi ini dianggap sempurna, termasuk material bangunan yang ramah lingkungan, karena dibuat dari sumber daya alam yang berlimpah. Sifatnya kuat, tahan lama, mudah dibentuk, efisien, dan berdaya guna tinggi. Di Indonesia sendiri beton ringan mulai dikenal sejak tahun 1995, saat didirikannya PT Hebel Indonesia di Karawang Timur, Jawa Barat.
Berdasarkan DIN 4226, bagian kedua bahwa agregat beton ringan tidak boleh larut dalam air demikian juga jika dipakai tulangan agregatnya tidak boleh memberikan efek karat terhadap tulangannya. Bahan agregat dari beton sebagai pencampur semen adalah dari sejenis material yang diolah dari tanah liat seperti Blaehton, ataupun dari Kaca dan polystrol.
Selain itu, material/agregat lainnya terdapat di gunung berapi/vulkan atau dari limbah pabrik tertentu, seperti: batu apung, abu terbang, dan lainnya. Dalam hal ini penulis akan membuat beton ringan dengan menggunakan agregat kasar berupa batu apung. Penggunaan batu apung ini adalah untuk mendapatkan beton yang tergolong dalam beton ringan, yaitu beton yang mempunyai berat jenis 800 kg/m³ s/d 2000 kg/m³.
Beton adalah suatu komposit dari beberapa bahan batu–batuan yang direkatkan oleh bahan ikat.Beton dibentuk dari agregat campuran (halus dan kasar) dan ditambah dengan pasta
Jurnal Teknik Sipil UPMI. 52-60 Page 54 semen. Singkatnya dapat dikatakan pasta bahwa semen mengikat pasir dan bahan-bahan agregat lain (batu kerikil, basalt dan sebagainya). Rongga diantara bahan-bahan kasar diisi oleh bahan- bahan halus. Penerangan sepintas lalu ini memberikan bayangan bahwa harus ada perbandingan optimal antara agregat campuran yang bentuknya berbeda-beda agar pembentukan beton dapat dimanfaatkan oleh seluruh material.
Dalam konstruksi, beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari kombinasi agregat dan pengikat semen. Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir), semen dan air.
Biasanya dipercayai bahwa beton mengering setelah pencampuran dan peletakan.
Sebenarnya, beton tidak menjadi padat karena air menguap, tetapi semen berhidrasi, mengelem komponen lainnya bersama dan akhirnya membentuk material seperti batu. Beton digunakan untuk membuat perkerasan jalan, struktur bangunan, pondasi, jalan, jembatan penyeberangan, struktur parkiran, dasar untuk pagar/gerbang, dan semen dalam beton atau tembok blok. Nama lama untuk beton adalah batu cair. Beton normal diklasifikasikan menjadi 2 (dua) golongan, yaitu beton normal dan beton ringan. Beton normal tergolong beton yang memiliki densitas sekitar 2,2 – 2,4 gr/𝑐𝑚3 dan kekuatannya tergantung pada komposisi campuran beton (mix design).
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Sipil Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia. Sampel penilitian adalah benda uji yang berupa silinder dengan ukuran diameter 10 cm x 20 cm, terdiri dari benda uji dengan penambahan abu sekam padi dengan kadar 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%. Masing-masing variasi terdiri dari 3 (tiga) sample yang akan di uji pada umur 7, 14, 21, hari sehingga total benda uji sebanyak 60 buah. Kuat tekan beton rencana (f’c) pada umur 21 hari adalah 10 Mpa.
Metode penelitian yang digunakan dalam perencanaan campuran beton ini adalah metode trial mix atau bisa disebut metode eksperimen. Eksperimen yang dilakukan adalah dengan menambahkan abu sekam padi pada campuran pervious concrete. Kemudian akan membandingkan aspek kekuatan dan permeabilitas pervious concrete dengan kandungan 0% abu sekam padi yang bertindak sebagai kelompok kontrol dengan beton yang ditambahkan dengan abu sekam padi yang bertindak sebagai kelompok eksperimen.
Jurnal Teknik Sipil UPMI. 52-60 Page 55 Dari hasil perencanaan campuran tersebut di atas, diharapkan dapat diketahui pengaruh penambahan abu sekam padi pada pervious concrete, selain itu juga dikaji keuntungan dan kerugian dari penambahan abu sekam padi pada pervious concrete jika dibandingkan dengan pervious concrete tanpa penambahan abu sekam padi.
HASIL PEMBAHASAN
Agregat yang digunakan dalam campuran beton harus memiliki gradasi butiran yang baik, artinya harus terdiri dari butiran yang beragam besarnya, agar dapat memiliki daya ikat antara butiran dan mengurangi semen. Butiran yang kecil kan mengisi pori-pori antara butiran besar, sehingga akan diperoleh campuran yang padat dan volume pori sekecil mungkin.
Pengukuran besar butir agregat didasarkan atas suatu pemeriksaan yang dilakukan dengan menggunakan alat yang berupa ayakan dengan besar lubang yang telah ditetapkan. Pada Tabel .1 dapat dilihat ukuran diameter agregat halus.
Tabel 1
Susunan Besar Butiran Agregat Halus
Ukuran Lubang Ayakan (mm) % Lolos Kumulatif
9.50 100
4.75 95-100
2.36 80-100
1.18 50-85
0.60 25-60
0.30 10-30
0.15 2-10
Ukuran butir agregat didefenisikan sebagai butiran yang dapat lolos pada suatu ukuran ayakan tertentu. Agregat halus adalah agregat yang semua butirannya menembus ayakan 4,8 mm. agregat halus disebut juga pasir, dapat diperoleh langsung dari dasar sungai dan galian ataupun berasal dari hasil pemecahan batu. Agregat yang butirannya lebih kecil dari 1,20 mm disebut pasir halus.
Agregat kasar adalah agregat dengan butiran-butiran yang tertinggal diatas ayakan 4,80 mm s/d 40 mm. batu adalah agregat yang besar butirannya lebih dari 40mm. Secara umum agregat kasar sering disebut sebagai kerikil (ukuran butiran antara 5mm s/d 40mm), kericak dan batu pecah. Cara yang paling banyak dilakukan untuk membedakan jenis agregat adalah dengan analisa besar butirannya.
Jurnal Teknik Sipil UPMI. 52-60 Page 56 Pada tabel 2.3 dapat dilihat ukuran butiran agregat kasar.
Tabel 2
Susunan Besar Butiran Agregat Kasar
Ukuran Lubang Ayakan (mm) % Lolos Kumulatif
38.10 95-100
19.10 35-70
9.52 10-30
4,76 0-5
Didalam beton, agregat halus dan kasar mengisi sebagian volume beton, sehingga sifat- sifat dan mutu agregat sangat mempengaruhi sifat dan mutu beton. Penggunaan agregat dalam beton adalah:
a. Untuk menghemat penggunaan semen Portland.
b. Untuk menghasilkan kekuatan yang besar pada beton.
c. Untuk mengurangi susut pengerasan beton.
d. Untuk mencapai susunan yang padat pada beton, dengan gradasi agregat yang baik akan didapat beton yang padat pula.
e. Mengontrol sifat dapat dikerjakan (workability) adukan beton.
Gradasi yang baik pada agregat dapat menghasilkan beton yang padat, sehingga volume rongga berkurang yang dapat menghasilkan beton dengan kekuatan besar. Gradasi agregat dan ukuran butiran maksimun agregatakan memberi pengaruh terhadap:
a. Luas permukaan agregat
b. Jumlah air pengaduk yang digunakan c. Kadar semen dalam beton
Semakin banyak bahan batuan yang digunakan dalam beton maka akan semakin hemat dalam penggunaan semen Portland sehingga harga beton dapat lebih murah. Tentu saja dalam penggunaan agregat tersebut ada batasnya, sebab pasta semen diperlukan untuk pelekatan butir- butir dalam pengisian rongga-rongga halus dalam adukan beton. Agregat tidak susut, maka susut pengerasan pada beton hanya disebabkan oleh adanya pengerasan pasta semen.Semakin banyak agregat semakin berkurang susut pengerasan beton.
a. Batu Apung
Batu apung adalah salah satu agregat yang berasal dari alam, biasanya berasal dari muntahan lahar panas gunung berapi, kemudian dilanjutkan proses pendinginan secara alami dan
Jurnal Teknik Sipil UPMI. 52-60 Page 57 terendapkan di dalam lapisan tanah selama bertahun-tahun. Batu apung (pumice) berwarna terang, mengandung buih yang terbuat dari gelembung berdinding gelas, dan biasanya disebut juga sebagai batuan gelas volkanik silikat.
Batu apung memiliki struktur multi rongga sehingga memiliki densitas yang sangat kecil (< 1gr/cm3). Sifat-sifat yang dimiliki batu apung antara lain: peresapan air (water absorption) 16,67%, berat jenis 0,8 gr/cm3, hantaran suara (sound transmission) rendah, rasio kuat tekan terhadap beban tinggi, konduktifitas panas (thermal conductivity) rendah, dan ketahanan terhadap api sampai dengan 6 jam.
Adapun kandungan atau komposisi kimia yang terdapat di dalam batu apung diperlihatkan pada tabel 2, terlihat bahwa komposisi dominan dari batu apung berturut-turut adalah SiO2, K2O, Na2O dan Fe2O3, sedangkan senyawa lainnya relative kecil. Batu apung dapat digunakan sebagai bahan utama untuk pembuatan beton ringan karena mempunyai sifat antara lain: porositas tinggi, densitas rendah, isolasi termal tinggi dan tahan terhadap goncangan seperti gempa.
Tabel 3
Komposisi Kimia Batu Apung
Komposisi % Berat
SiO2 59,0
Al2O3 16,6
MgO 1,8
LOI 1,6
Fe2O3 4,8
CaO 1,8
Na2O 5,2
K2O 5,4
Batu apung yang merupakan agregat alamiah yang ringan serta umum penggunanya.
Asalkan bebas dari debu volkanik yang halus dan bahan yang bukan vulkanik asalnya, seperti lempung, batu apung menghasilkan beton ringan yang memuaskan dengan berat jenis antara 720 kg/m3 dan 1440 kg/m3.
Batu apung yang digunakan pada penelitian ini berasal dari daerah Tuntungan dengan diameter maksimum 40 mm.
b. Pasir
Jurnal Teknik Sipil UPMI. 52-60 Page 58 Batu pasir (Bahasa Inggris: sandstone) adalah batuan endapan yang terutama terdiri dari mineral berukuran pasir atau butiran batuan. Sebagian besar batu pasir terbentuk oleh kuarsa atau feldspar karena mineral-mineral tersebut paling banyak terdapat di kulit bumi. Seperti halnya pasir, batu pasir dapat memiliki berbagai jenis warna, dengan warna umum adalah coklat muda, coklat, kuning, merah, abu-abu dan putih.Karena lapisan batu pasir sering kali membentuk karang atau bentukan topografis tinggi lainnya, warna tertentu batu pasir dapat dapat diidentikkan dengan daerah tertentu. Sebagai contoh, sebagian besar wilayah di bagian barat Amerika Serikat dikenal dengan batu pasir warna merahnya.
Batu pasir tahan terhadap cuaca tapi mudah untuk dibentuk.Hal ini membuat jenis batuan ini merupakan bahan umum untuk bangunan dan jalan. Karena kekerasan dan kesamaan ukuran butirannya, batu pasir menjadi bahan yang sangat baik untuk dibuat menjadi batu asah (grindstone) yang digunakan untuk menajamkan pisau dan berbagai kegunaan lainnya.
Pasir yang digunakan dalam sampel ini adalah pasir sungai yang ukuran butirannya sangat halus dan lolos ayakan 100 mesh. Butiran pasir yang halus ditambah semen akan mengisi rongga butiran yang halus sehingga diperoleh hasil yang baik. Tetapi jika butiran pasir kasar, hasilnya akan kurang memuaskan karena rongga antara butiran cukup lebar sehingga tegangan tidak dapat menyebar secara merata. Agregat halus yang digunakan pada penelitian ini adalah pasir sungai yang berasal dari daerah Tuntungan.
c. Kerikil
Kerikil berasal dari disintegrasi alami dari batuan alam atau berupa batu pecah yang dihasilkan oleh alat pemecah batu (stone crusher), dan mempunyai ukuran butir antara 4,8 mm – 40 mm. Agregat kasar yang digunakan pada penelitian ini adalah batu pecah yang berasal dari Tuntungan dengan ukuran maksimum 40 mm.
d. Air
Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Air yang dapat diminum umumnya dapat digunakan sebagai campuran beton. Air yang mengandung senyawa-senyawa yang berbahaya, yang tercemar garam, minyak, gula atau bahan kimia lainnya, bila dipakai dalam campuran beton akan menurunkan kualitas beton, bahkan dapat mengubah sifat-sifat beton yang dihasilkan. Air digunakan untuk membuat adukan menjadi bubur kental dan juga sebagai bahan untuk menimbulkan reaksi pada bahan lain untuk dapat mengeras. Oleh karena itu, air sangat
Jurnal Teknik Sipil UPMI. 52-60 Page 59 dibutuhkan dalam pelaksanaan pengerjaan bahan. Tanpa air, konstruksi bahan tidak akan terlaksana dengan baik dan sempurna.
Nilai banding berat air dan semen untuk suatu adukan beton dinamakan water cement ratio (w.c.r). Agar terjadi proses hidrasi yang sempurna dalam adukan beton, pada umumnya dipakai nilai w.c.r 0,40-0,65 tergantung mutu beton yang hendak dicapai, umumnya memakai nilai w.c.r yang rendah, sedangkan dilain pihak untuk menambah daya workability diperlukan nilai w.c.r yang lebih tinggi.
Kekuatan dan mutu beton umumnya sangat dipengaruhi oleh air yang digunakan.Air yang digunakan harus disesuaikan pada batas yang memungkinkan untuk pelaksanaan pekerjaan campuran beton dengan baik. Jumlah air yang digunakan pada campuran beton dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu:
a. Air bebas, yaitu air yang diperlukan untuk hidrasi semen.
b. Air resapan agregat.
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, I.A.,Taufieg, N.A.S. dan Aras,A.H.,2009, Analisis Pengaruh Terhadap Kuat Tekan Beton, Jurnal Teoritis dan Terapan Bidang Rekayasa Sipil (Universitas Sumatera Utara), Vol 16 No.2.
Anonim, 1989, Metode Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Kasar, (SK SNI M- 10-1989-F), Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum , Jakarta.
Anonim, 1989, Metode Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus, (SK SNI M- 10-1989-F), Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum , Jakarta.
Anonim, 1989,Metode Pengujian Kadar Air Agregat,(SK SNI M-10-1989-F), Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum , Jakarta.
Anonim, 1989,Metode Pengujian Tentang Analisis Saringan Agregat Halus Dan Kasar ,(SK SNI M-10-1989-F), Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum , Jakarta.
Anonim, 1989, Metode Pengujian Keausan Agregat dengan Mesin Abrasi Los angeles ,(SK SNI M-10-1989-F), Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum , Jakarta.
Anonim, 1989, Metode Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ,(SK SNI M-10-1989-F), Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum , Jakarta.
Murdock,L.J. dan Brook,K.M., 2003, Bahan dan Praktek Beton,Jakarta : Cetakan Ketiga, Erlangga.
Jurnal Teknik Sipil UPMI. 52-60 Page 60 Mulyono, T., 2006, Teknologi Beton, Penerbit Andi, Yogyakarta.
Sagel,R.,Kole,P. Dan Kusuma.G., 1994. Pedoman Pengerjaan Beton Berdasarkan SKSNI T-15- 1991-03, Cetakan Keempat , Erlangga, Jakarta.
Suarnita , I, W., Kuat Tekan Beton dengan Aditif Fly Ash Ex . PLTU MPANAU TAVALELI, Jurnal SMARTex, (Institut Teknologi Medan), Vol.9 No.1.
